スループットと帯域幅: 違いとツールの理解
ネットワークのパフォーマンスを測定する際に、速度ほど重要な要素はほとんどありません。パケットが送信者から受信者に移動する速度によって、特定の時間枠内に送信できる情報の量が決まります。 ネットワーク速度が遅いとネットワークが遅くなる カタツムリのようなペースで動くアプリケーション。
簡単に言うと、 スループット 一定の時間枠内に送信元から宛先に転送できるデータ量を表す用語です。 帯域幅 ネットワークの最大転送容量を表す用語です。
以下では、これら 2 つの概念についてさらに詳しく見ていきます。
スループットと帯域幅の分析に最適な 3 つのツールのリストは次のとおりです。
- SolarWinds ネットワーク帯域幅アナライザー パック (無料トライアル) このパッケージには、ネットワーク デバイスのステータスとパフォーマンスを監視し、ネットワーク帯域幅の使用状況を追跡する 2 つのツールが含まれています。 Windowsサーバー上で動作します。
- Paessler PRTG ネットワーク モニター (無料トライアル) スループット、帯域幅、遅延を表示するトラフィック アクティビティのモニターを含むセンサーのコレクション。 Windowsサーバー上で動作します。
- SolarWinds NetFlow トラフィック アナライザー (無料トライアル) スループットと帯域幅の監視を含むネットワーク容量モニター。 Windows Server 用に書かれています。
スループットとは何ですか?
スループットとは名前です。 特定の時間枠内に送受信できるデータの量 。
言い換えれば、スループットは、メッセージが宛先に正常に到着する速度を測定します。これは、理論上のパケット配信ではなく、実際のパケット配信の実践的な尺度です。平均データ スループットにより、宛先に到着するパケットの数がユーザーにわかります。
高性能のサービスを実現するには、パケットが宛先に正常に到達する必要があります。大量のパケットが転送中に失われ、その結果パケットが失敗した場合、ネットワークのパフォーマンスは低下します。ネットワーク スループットの監視は、ネットワークのリアルタイム パフォーマンスとパケット配信の成功を監視したい組織にとって非常に重要です。
ほとんどの場合、ネットワーク スループットは次のように測定されます。 ビット/秒 (bps) で測定される場合もありますが、 1 秒あたりのデータ パケット数 。ネットワーク スループットは、ネットワーク全体のパフォーマンスを表すために使用される平均値として測定されます。低いデータ スループットの測定は、転送中にパケットが失われるパケット損失などの問題を示します (これらは、音声がスキップされる VoIP 音声通話に壊滅的な影響を与える可能性があります)。
帯域幅とは何ですか?
帯域幅は、一度に送受信できるデータ量の尺度です。ネットワークの帯域幅が広いほど、より多くのデータを送受信できます。帯域幅という用語は、速度を測定するために使用されるのではなく、容量を測定するために使用されます。
帯域幅は次の単位で測定できます。 ビット/秒 (bps) メガビット/秒 (Mbps) および ギガビット/秒 (Gbps)。
帯域幅について覚えておくべき重要な点は、高い帯域幅があっても高いネットワーク パフォーマンスが保証されるわけではないということです。ネットワーク内のスループットが次の影響を受けている場合 ネットワーク遅延 、パケット損失、ジッターが発生すると、利用可能な帯域幅が十分にある場合でも、サービスに遅延が発生します。
帯域幅とスループット: 理論上のパケット配信と実際のパケット配信
表面的には、帯域幅とスループットは似ているように見えますが、実際にはこれ以上離れることはできません。 2 つの間の関係を説明するために使用される最も一般的な例えは次のとおりです。 帯域幅をパイプ、スループットを水とみなす 。パイプまたは帯域幅が大きいほど、一度に多くの水やデータを流すことができます。
これは、ネットワーク内で、 帯域幅は送受信できるパケット数を決定します 一度にデバイス間で通信できる速度とその量 スループットは、実際に送信されているパケットの数を示します。 。
別の言い方をすると、帯域幅は転送できる最大パケット数の理論上の尺度を提供し、スループットは実際に正常に転送されたパケットの数を示します。その結果、ネットワーク パフォーマンスの尺度としては、帯域幅よりもスループットの方が重要になります。
ネットワーク パフォーマンスを測定するにはスループットの方が適切な用語ですが、帯域幅がパフォーマンスに影響を与えないという意味ではありません。たとえば、帯域幅は、Web ページがブラウザに読み込まれる速度に大きな影響を与えます。したがって、アプリケーションに Web ホスティングの使用を検討している場合、利用可能な帯域幅の量が特定のサービスのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。
帯域幅と速度は同じではありません
よくある誤解は、帯域幅が速度の尺度として使用できるということです。これについては上で簡単に説明しましたが、この 2 つはよく混同されるため、もう一度検討する価値があります。たとえば、インターネット サービス プロバイダーが、利用可能な最大帯域幅の量に起因する高速サービスを宣伝しているのをよく見かけます。
これは良いマーケティングになりますが、それは正しくありません。帯域幅の量を増やした場合に変わるのは、一度に送信できるデータの量が増えることだけです。より多くのデータを一度に送信できるとネットワークが速くなったように見えますが、実際のパケットの移動速度は変わりません。
実のところ、帯域幅はネットワークの速度に関係する多数の要素の 1 つにすぎません。ネットワーク内では速度は重要です 応答時間の測定 。パケット損失や遅延などの要因が速度に影響します。
ネットワーク帯域幅とネットワーク遅延
帯域幅と遅延も定期的に一緒に議論されますが、それぞれには独自の意味があります。帯域幅がネットワークの容量、つまり時間枠内に転送できるデータ量であることはすでに確立されています。遅延とは、単にデータが送信者から宛先に送信されるまでにかかる時間のことです。
帯域幅が理論的に一度に送受信できるデータ量を決定するため、この 2 つの関係は密接です。ただし、これらのパケットが実際に宛先に到達する速度は遅延によって決まります。ネットワークを可能な限り高速に動作させるには、遅延を最小限に抑えることが重要です。
スループットによるネットワーク パフォーマンスの監視 (遅延とパケット損失を含む)
ネットワーク パフォーマンスを測定したい場合は、帯域幅で容量を調べるよりも、ネットワーク スループットを使用する方が合理的です。ネットワーク管理者には、エンタープライズ グレードのネットワーク内のパフォーマンスの低下を測定するために使用できるさまざまな方法があります。
スループットを使用してネットワーク パフォーマンスを測定すると、管理者がネットワーク速度の低下の根本原因を特定するのに役立つため、トラブルシューティングの際に役立ちます。ただし、これはネットワークのパフォーマンスを決定する 3 つの要素のうちの 1 つにすぎません。残りの2つは、 レイテンシ そして パケットロス :
- レイテンシー – パケットが送信元から宛先に送信されるまでにかかる時間を表す用語。遅延は、往復時間や一方向のデータ転送など、さまざまな方法で測定できます。
- パケットロス – ネットワーク転送中の転送中に失われたパケットの数を指定するために使用される用語
これら 3 つを一緒に測定することで、管理者はネットワークのパフォーマンスをより完全に把握できるようになります。
関連項目: パケットロスを修正する方法
スループットとパフォーマンスを監視するツール
スループットと帯域幅を測定するツールを選択するための方法論
私たちは帯域幅監視ソフトウェアの市場を調査し、次の基準に基づいてオプションを分析しました。
- NetFlow や sFlow などのパケット フロー プロトコルを介してネットワーク デバイスと通信する機能
- 総帯域幅容量を特定する検出機能
- リンクごとのリンクおよびパス分析サービス
- アプリケーショントラフィック分析のためのプロトコルアナライザー
- スループットはライブおよび経時的に表示されます
- 評価のための無料トライアル
- 提示価格に見合ったツールの包括的なパッケージ
SolarWinds ネットワーク帯域幅アナライザー パック (無料トライアル)
SolarWinds ネットワーク帯域幅アナライザー パック ネットワークのスループットを正確に測定できる製品です。
主な特徴:
- デバイスの検出とロギング
- ネットワークデバイスのステータスを追跡します
- 交通データを選択します
- パフォーマンスの問題に関するアラート
- NetFlowトラフィックアナライザーを含む
SNMP で帯域幅を監視しながら、スループット フロー データを表示できます。 QoS ポリシーが時間の経過とともにネットワークのパフォーマンスを向上させているかどうかを示すために、QoS ポリシー マップ前および後のポリシー マップと組み合わせて使用できるネットワーク スループット テストもあります。
長所:
- 管理者がスループットを測定および最適化できるように設計されています
- 高度にカスタマイズ可能なレポート、ダッシュボード、監視ツール
- シンプルな QoS ルールを使用して迅速なトラフィック シェーピングを実現
- 大規模ネットワークを念頭に構築されており、50,000 フローまで拡張可能
- Linux と Windows の両方で利用可能
短所:
- ネットワーク専門家向けに設計された高度に専門化されたツール スイートであり、技術者以外のユーザー向けには設計されていません
SolarWinds ネットワーク帯域幅アナライザー パックのダウンロード 30 日間の無料トライアル
以下も参照してください。 QOSとは何ですか
ネットワーク帯域幅を監視するツール
ネットワーク帯域幅は速度の尺度ではありませんが、帯域幅の可用性を監視することは、理論上の帯域幅が必要なときに実際に利用可能であることを確認するために重要です。ネットワーク監視ツールを使用して帯域幅監視を実行すると、ネットワーク内で接続されているデバイスが利用できる実際の帯域幅の量を確認できます。
Paessler PRTG ネットワーク モニター (無料トライアル)
帯域幅の使用状況を監視するためのもう 1 つの優れたツールは、 Paessler PRTG ネットワーク モニター 。 PRTG Network Monitor を使用すると、ネットワーク内のデバイスを自動検出し、そのトラフィック使用状況を監視できます。 PRTG Network Monitor を使用すると、次のことを監視できます。 SNMP 、 ネットフロー 、 そして WMIトラフィック 帯域幅の可用性を監視します。
主な特徴:
- デバイスの自動検出とインベントリ
- SNMP からのスループット データ
- QoSセンサー
PRTG Network Monitor は、帯域幅の大量消費に対処するのにも役立ち、個々のデバイスやアプリケーションによってどのくらいの帯域幅が消費されているかを確認できます。これにより、ネットワークがすべてのデバイスに合わせて最適化され、いくつかのサービスによって接続が異常に遅くなることがなくなります。
長所:
- ドラッグ アンド ドロップ エディターにより、カスタム ビューとレポートを簡単に作成できます
- 帯域幅、スループット、遅延などの指標を監視するためのテンプレートを提供します
- SMS、電子メール、Slack/Jira などのプラットフォームへのサードパーティ統合など、幅広いアラート媒体をサポート
- フリーウェア バージョンをサポート (最大 100 個のセンサー)
短所:
- PRTG は、多くの機能と可動部分を備えた非常に包括的なプラットフォームであり、習得には時間がかかります
Paessler は、最大 100 個のセンサーを使用するための PRTG の無制限の使用を提供します。にアクセスできます30日間の無料トライアルネットワーク要件を把握するために。
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SolarWinds NetFlow トラフィック アナライザー (無料トライアル)
ネットワーク帯域幅を監視するための最良のツールの 1 つは次のとおりです。 SolarWinds NetFlow トラフィック アナライザー 。 SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer を使用すると、帯域幅の可用性を監視し、ネットワーク内の帯域幅の消費を特定できます。帯域幅を消費するデバイスまたはアプリケーションは、大量の帯域幅を消費します。帯域幅の消費量が多い場合は、デバイスのパフォーマンスが低下しているか、デバイスが侵害されている可能性があります。
主な特徴:
- QoS統計を識別します
- NetFlow、J-Flow、sFlow、IPFIX、および NetStream
- VMWare アクティビティを追跡します
- トラフィックシェーピングを実装します
どのツールがネットワーク内で不釣り合いな量の帯域幅を消費しているのかがわかれば、問題を軽減し、他のデバイスにより多くのサービスを提供する方法を探すことができます。これにより、他のデバイスが使用できる帯域幅容量が増加します。
長所:
- 優れたユーザー インターフェイス – ナビゲートが簡単で、大容量ネットワークで使用する場合でもすっきりしています。
- Cisco Netflow、Juniper Networks J-Flow、Huawei Netstream などの複数のネットワーキング テクノロジをサポートし、ハードウェアに依存しないソリューションになります
- 事前に構築されたテンプレートを使用すると、パケット キャプチャからすぐに洞察を得ることができます
- Windows だけでなく、複数の種類の Linux にもインストール可能
- エンタープライズ向けに構築され、SLA 追跡および監視機能を提供します
短所:
- 大量のデータを処理するエンタープライズ企業向けに構築されており、小規模 LAN やホーム ユーザーには最適ではありません
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また、無料の SolarWinds フロー ツール バンドル 分析武器庫に追加すると便利です。このパックには、NetFlow データをコレクタに送信するように Cisco ルータを設定するのに役立つインターフェイスが含まれています。さらに 2 つのユーティリティを使用すると、テスト目的でトラフィック データをネットワーク上で循環させたり、トラフィックを生成して、追加の需要に直面した際の機器やネットワーク サービスのパフォーマンスを検査したりできます。
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ネットワーク帯域幅を最適化する方法
帯域幅と速度は同じではありませんが、ネットワーク帯域幅の最適化が不十分だと、ネットワークのパフォーマンスに悪影響を及ぼし、多くのアプリケーションでユーザー エクスペリエンスが標準以下になる可能性があります。このセクションでは、帯域幅が最適化されていることを確認する方法を見ていきます。
- QoS設定を使用する
- クラウドベースのアプリケーションを使用する
- 不要なトラフィックを排除する
- バックアップとアップデートはピーク時間外に行う
QoS設定を使用する
組織は通常、ネットワークがミッションクリティカルなアプリケーションをサポートできるように、QoS またはサービス品質の設定を実装します。 QoS 設定を使用すると、ネットワーク トラフィック ポリシーを設定して特定の種類のトラフィックを優先し、メンテナンス頻度の高いアプリケーションが適切なパフォーマンスを発揮するために必要な帯域幅をすべて確保できるようにすることができます。
たとえば、VoIP 電話システムを実行している場合は、音声トラフィックを優先するように QoS 設定を行うことができます。音声トラフィックに優先順位を付けることで、音声パケットが重要性の低い形式のトラフィックよりも優先されるため、エンド ユーザーは可能な限り最高のユーザー エクスペリエンスを得ることができます。
クラウドベースのアプリケーションを使用する
場合によっては、ネットワークの最適化を改善する最も簡単な方法は、アプリケーションをクラウドにデプロイすることです。パブリック クラウドとプライベート クラウドを使用すると、独自のネットワーク内でトラフィックを維持するというプレッシャーから解放されます。これらのアプリケーションのパフォーマンスをサードパーティ会社に任せることで、監視の負担が軽減され、定期的に使用するアプリケーションのパフォーマンスを向上させることもできます。
不要なトラフィックを排除する
最も生産性の高い環境であっても、ネットワーク上に不要なトラフィックが驚くほど大量に発生することがあります。従業員が YouTube を閲覧したり、Netflix で映画をストリーミングしたりしているのを見つけることは珍しいことではありません。内部ポリシーを強化してこのトラフィックをブロックすると、日常業務に関係のないアプリケーションで帯域幅が浪費されないようにすることができます。
バックアップとアップデートはピーク時間外に行う
組織が日中に大規模なネットワークのバックアップと更新を行うことで、帯域幅に負担がかかるケースがよくあります。これらのソフトウェア アップデートは、ネットワークの帯域幅の可用性に大きな影響を与える可能性があります。これにより、リアルタイムの遅延が発生し、ユーザーのパフォーマンスが低下します。
バックアップとソフトウェア パッチを勤務時間またはピーク時間外にスケジュールすると、これらの変更がネットワークに与える影響を最小限に抑えることができます。これらの必要な変更を通常の勤務時間外に行うことで、ネットワークがすべてのユーザーにとって確実に稼働するようになります。
以下も参照してください。 最高の無料帯域幅監視ソフトウェアとツール
ネットワーク スループットを最適化する方法
ネットワーク帯域幅と同様に、データ スループットも最適化できます。ネットワーク スループットを最適化する鍵は、遅延を最小限に抑えることです。待ち時間が長くなると、スループットが低下します。スループットが低いと、エンドユーザーのパフォーマンスが低下します。遅延を最小限に抑えるにはさまざまな方法がありますが、ここでは最も簡単な方法のいくつかを見ていきます。
エンドポイントの使用状況を監視する
遅延の最も一般的な原因は、ネットワーク上の他のユーザーです。従業員がトラフィック集中型のツールやアプリケーションを使用している場合、特に個人がダウンロードを実行している場合、ネットワークのパフォーマンスが大幅に低下する可能性があります。エンドポイントの使用状況を監視すると、従業員が業務に関連するかどうかに関係なくアプリケーションで遅延を引き起こしている時期を特定できます。
次のようなネットワーク監視ツールを使用する SolarWinds ネットワーク パフォーマンス モニター または Paessler PRTG ネットワーク モニター 利用可能なデータを使い果たしているデバイスを表示できます。それが完了したら、それらを完全に取り除くための措置を講じることができます。
ネットワークのボトルネックを見つけて対処する
ネットワークのボトルネックは、待ち時間が長いネットワークの主な原因の 1 つです。ネットワークのボトルネックとは、トラフィックが混雑し、ネットワークのパフォーマンスが低下する場所です。これらのボトルネックは、トラフィックが最も混雑する時間帯に応じて、1 日を通して発生する可能性があります。大規模な組織では、従業員が仕事に戻る昼食後になる傾向がありますが、ネットワークが稼働していればいつでも可能です。
ネットワークのボトルネックに対処するには、トラフィック レベルに対応するためにルーターまたはスイッチをアップグレードすることから始めて、さまざまな方法で対処できます。もう 1 つの方法は、ノードの全体数を減らすことです (これにより、パケットの移動距離が短縮され、混雑が軽減されます)。
以下も参照してください。 スループットを監視するための最適なツール
スループットと帯域幅: 最後に
スループットと帯域幅は 2 つの異なる概念ですが、それでも互いに密接な関係があります。両方に注意を払うことで、ネットワークが可能な限り最高のパフォーマンスを維持できるようになります。帯域幅は理論上の転送容量を表すパイプであるのに対し、スループットはパケット配信の成功率を示す水であることに注意してください。
帯域幅の使用状況とスループットを一緒に監視すると、ネットワーク パフォーマンスの最も包括的なビューが得られます。 2 つを組み合わせることで、割り当てられた帯域幅が最適に使用されていることを確認でき、パケット損失などのパフォーマンスの問題に正面から取り組むことができます。
スループットと帯域幅、および関連する FAQ
遅延とレイテンシーの違いは何ですか?
遅延とレイテンシーは非常によく似た用語であり、ほぼ同じ意味です。遅延とは、パケットの迅速な到着を妨げるものを指します。つまり、パケットの前の速度の低下を指し、パケットの最初のビットが宛先に到達するまでにかかる時間として測定されます。遅延とは、パケット全体が宛先に到達するまでにかかる時間を指します。
スループットとグッドプットの違いは何ですか?
スループットとは、ネットワークを通過するすべてのトラフィックを指します。 Goodput は、実際にデータを伝送するパケットのみを測定します。たとえば、TCP 接続にはセッション確立の交換が必要で、TLS で保護された転送にはさらに多くのプリアンブル トラフィックが必要です。これはスループットの計算には含まれていますが、良好なプットではありません。再送信もスループットに含まれますが、グッドプットではありません。
スループットとビットレートの違いは何ですか?
ビット レートは、1 秒あたりに送信されるビット数です。スループットは、達成された有効なデータ転送ビット レートです。 2 つの測定値の唯一の違いは、スループットにはデータリンク層のオーバーヘッドが含まれていないことです。
データのスループットは距離が離れるとなぜこれほど低下するのでしょうか?
通常、ネットワークは、複数のエンドポイントとの間でデータをやり取りする共通リンクを作成したり、スイッチやルーターを介してリンクを接続したりすることで、コストパフォーマンスを最大化します。信号が遠くまで伝わると、より多くのネットワーク デバイスを通過する必要があり、各デバイスは、あるポートに到着したデータを送信ポートにコピーする必要があるため、わずかな遅延が生じます。したがって、通過する必要があるリンクが多いほど、送信にかかる時間が長くなります。
分岐接続を行う必要のない長距離ワイヤも速度の問題に直面します。データは電子パルスとしてワイヤ上を移動します。電荷は瞬時にワイヤ全体に存在しますが、ワイヤが長いほど表面積が大きく、周囲の空間が競合するノイズで満たされるため、環境干渉の影響を受けやすくなります。その結果、伝送媒体が信号を有効に伝送できる距離には制限があります。媒体の品質に応じて距離は長くなります。長い区間には、ノイズを除去して信号を増強するリピーターが必要です。リピータによって遅延が生じるため、長距離伝送ではより多くのリピータを通過することになり、スループットが低下します。
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