Network-Emulator-Toolkit 模拟各种网络环境 windows

1. 背景、目标、目的

(1) 背景:

我们在使用网络时,时常遇到在正常网络环境下的代码运行一切正常,可以复杂的网络环境下的各种问题无法复现,必须搭建模拟各种网络环境,去复现问题,定位问题。不管是移动平台,还是pc 端; ios XCode已经具备此功能, Android设备,及 windows 平台还是需要我们自己搭建。

(2) 目的:

 通过Network-Emulator-Toolkit 配置控制网络条件,满足包括下行速度、下行丢包率、下行延迟、上行速度、上行丢包率、上行延迟、DNS延迟的设置、以及可抓包。

(3) 目标:

模拟复杂可复用的网络环境,复现,定位问题

2. 方案

方案可以是1 wireshark、Fiddler、Charles等抓包工具提供代理、2.模拟器、3. Network Link Conditioner + 共享 wifi。

本文肯定是采用 3,要不标题就错了 ;

介绍一款windows下的网络模拟器,可以模拟各种丢包或延迟的网络(Network Emulator for Windows Toolkit)

下载地址:https://blog.mrpol.nl/2010/01/14/network-emulator-toolkit/

这里简单介绍一下使用方法:

软件界面:

No Loss:默认,不模拟丢包。

Periodic loss: 模拟周期性的丢包。按填写数量(设为x个),每x个包,就丢一个包(one packet is dropped per given number of packets)。

Random loss: 模拟随机丢包,按给定丢包的概率,随机丢包。

Burst loss: 模拟根据给定的可能性进行丢包。当发生一个丢包事件时,接着连续丢几个包(丢包数量控制在最大(max)最小值(min)之间)。

G-E loss: 模拟发生数据包丢失遵循Gilbert-Elliot模型,由两个状态组成:好的状态和坏的状态。可分别为这2个状态指定数据包丢失率,同时可设置网络传输在这两种状态的概率

(And the network transit between the two states is at given transition probabilities)

Error

说明:

真实世界中,当数据包经过网络传输时,包中的一到多个字节(bit)数据可能发生错误。

No Error:不模拟传输错误。

Random error:根据给定的比例,模拟随机发生传输错误。

G-E error:发生传输错误遵循Gilbert-Elliot Model, 模型,由两个状态组成:好的状态和坏的状态。可分别为这2个状态指定数据包丢失率,同时可设置网络传输在这两种状态的概率(the network transit between the two states according to giventransition probabilities)

错误概率单元(Error Rate Unit):

Bit error: 设置出错概率为每个字节出错的概率。

Packet error: 设置出错概率为每个包出错的概率。

出错和丢包的关系

大多数情况下,包出错导致包丢失,特殊情况下,包中的数据被编码,协议栈可恢复被损坏的包,经过修正后,包为可接受的包,即包不丢失。此外,除了包出错会导致包丢失,其它因素也会影响包丢失,如连接失败(Link failure),缓冲区溢出(buffer overflow),队列管理和传输超时(transmission timeout)等。

Latency

说明:

延迟来自某应用发送的数据包被另一个应用程序接收到的时间。

Fixed delay: 按给定值,延迟固定时间(单位:毫秒)packets are delayed fora fixed amount of time.

Uniform delay: 按统一分布,延迟一定量的时间(时间控制在最大最小值之间)

Normal delay: 按正态分布.延迟一定量的时间(average:平均值,Devation:偏差)

Linear delay: 延迟一定量的时间(在给定时间周期(Period)内,延迟的时间大小从最小值线性增加到最大值,当达到最大值时,又从最小值开始。

Burst delay: 根据给定概率(Probability),延迟一定量的时间(Latency), 丢包数控制最大值和最小值之间

BW&Queue

如果不指定带宽(bandwith),则不修改传输速率。

如果不设置队列,则不对接到的包做任何队列操作

Queue

Normal queue:所有接收到的包都被放入一个指定队列大小的先进先出(First In, First Out)队列。

Randomly Early Detection (RED) queue:所有接收到的包都被放入一个RED队列。如果队列大小小于给定的最低阈值(Minimum Threshold),队列被评估为不拥挤的,什么都不做;如果队列大小大于给定最大阈值(Maximum

Threshold),则队列被评估为拥挤的,根据丢包规则,丢弃一些包。

丢包规则:

Drop front: 必要时,丢弃位于队列头部的包。.

Drop tail: 必要时,丢弃位于队列尾部的包。

Drop random:必要时,根据统一分布,随机丢个包。

Queue Mode:设置队列大小的单位,以包(Packet Mode)为单位或者以字节为单位Byte Mode

BgTraffic

一些网络数据包交换和模拟的两端没有任何关系,被指为背景流(background traffic)。这些背景流会带来延时效果。

Constant-bit rate (CBR) traffic: 根据给定的固定比例生成背景流(每XX kbps、mbps数据包,xx字节背景流)

Exponential traffic:根据指数On/Off时间分布生成背景流。个人理解,Burst则为生成背景流时间,Idle则不生成背景流时间(时间单位:秒

Pareto traffic: 同上,不过是排列图分布(Pareto)

Recorder

模拟收到的包不是按发送顺序排序的。

No Recoder:不模拟

其它:具体待定

Disconnection

模拟周期性断开连接的行为。

Connection time: 一段时间周期内,link保持连接状态的持续时间。

Disconnection time: 一段时间周期那日,link保持断开状态的持续时间

Disconnection rates: link发生断开连接的比率

例子:设置connection time为10秒,disconnection为5秒,那么周期为15秒,如果设置rate为0.4,那么平均每10秒内,有4秒是link处于连接断开的时间(if connection time is 10 seconds, time is 5 seconds, the period will be 15 seconds. If rate is 0.4, then on average in 4 out of 10 periods disconnection occurs. )。

点击触发跟踪按钮[可选]

点击“黄色小脚丫”按钮,确保按钮为“点选”状态

注:RT Traffic Monitor,RT Packet Monitor,Connection Analyzer,Information Watch

开启控制

点击开始按钮

停止控制

点击停止按钮

保存文件[可选]

保存配置文件为xml,方便后续导入,重用

附工具栏说明

连接方式:

Dialup56k:通过传输速率为56kbps的modem进行连接

ADSL(128/512): 通过上行128kbps,下行512kbps的ADSL连接。

GPRS:它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务,理论传输速率115kbit/s,实际可达53.6Kbps。

CDMA2000:3G移动通讯标准。

WCDMA:宽带码分多址(英语:Wideband Code Division Multiple Access,常简写为W-CDMA),是一种3G蜂窝网络,使用的部分协议与2G GSM标准一致。

IEEE802.11b:通过无线局域网,带宽最高可达11Mbps,实际的工作速度在5Mb/s左右,室外为300米;在办公环境中最长为100米

案例:

App弱网测试整理总结:


 

首先,我们在正常网络下ping一下我们的路由器:


可以看到没有任何丢包:

接下来我们使用Network Emulator for Windows Toolkit,创建一个过滤器:configuration---》new filter,点击add,如下:


接着,创建一个新的连接configuration ---》 new link ,创建好如下:


接着右键创建好的连接,设置上行和下载的丢包率,在这里我们做如下设置:


我们将上行和下载的丢包率都设置为0.03,确定后,点击工具栏上的三角符号开始,再次ping路由:


此时,我们看到已经开始出现丢包了。

如下图设置一个随机丢包率在40%:

 

网络延迟在10s-20s

再 ping 就会看到有延时和丢包;当然也可以配 Error

最后记得 不测试了,一定要停掉,因为开了这个你的很多软件可能已经掉线了;

如果要测试移动设备:可以下载一个 共享 wifi ,移动端连接WIFI 就可以了。

还有另外一个工具 开源移动网络测试工具Augmented Traffic Control(ATC),这个似乎可以直接在手机上设置并切换网络,就不用pc创建热点了。后续再研究下。

 

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