毎日何十億ものデータ転送が行われるため、健全なネットワーク パフォーマンスを維持することが重要です。
世界経済フォーラムによると、2020 年は約 44 ゼタバイトのデータで始まりました。これは、観測可能な宇宙の星の総数の約 40 倍です。
そして、この数は今後数日でさらに増加するでしょう。
とんでもない数字ですが、本当です!
したがって、増大する需要に対応できる適切なパフォーマンスをネットワークが確実に発揮できるようにすることが急務となっています。
さて、問題となるのはネットワーク パフォーマンスです。これは、いくつか例を挙げると、レイテンシー、最初のバイトまでの時間(TTFB)、帯域幅、スループットなどの特定の要因に依存します。
安定した高パフォーマンスのネットワークを維持したい場合は、これらの要素を最適化する必要があります。それに加えて、主要なブラウザや検索エンジンからのペナルティを回避するのにも役立ちます。
したがって、これらのネットワーク用語と、それらを最適化して高いパフォーマンスを実現する方法を理解する準備をしてください。
レイテンシーとは何ですか?
レイテンシーとは文字通り遅延を意味します。
ネットワーク エコシステムでは、レイテンシーは、リクエストまたはデータが送信元から宛先に移動するのにかかる時間です。ここで、ユーザーのアクションはリクエストであり、Web アプリケーションがこのリクエストに応答するまでにかかる時間です。
この時間の遅延には、サーバーがリクエストを処理するのにかかる時間も含まれます。したがって、これはラウンドトリップとして測定されます。これは、リクエストが複数のデバイスを介してキャプチャおよび処理され、ユーザーが受信してデコードされるまでにかかる合計時間です。
データ送信の遅延が比較的小さい場合、待ち時間が短くなり、望ましいことになります。ただし、遅延が長くなったり、遅延が大きくなったりすると、ユーザー エクスペリエンスが低下するため、望ましくありません。
しかし、ネットワークの遅延が大きいかどうかはどうやってわかるのでしょうか?
典型的な兆候には次のようなものがあります。
- ウェブサイトまたはアプリケーションの読み込みに「永遠に」時間がかかります
- サーバーやWebアプリケーションへのアクセスが遅くなります。
- 大きな添付ファイルを含むメールなど、一部の情報を送信する場合には時間がかかります。
したがって、そのような兆候に遭遇した場合は、おそらくネットワークの遅延が大きいことが原因であると考えられます。
ネットワーク遅延はミリ秒 (ms) 単位で計算されますが、ネットワークが相互に通信する方法には複数の側面が影響を与えるため、これは避けられません。ただし、次のセクションで説明する特定の対策を実装することで遅延を短縮できます。
その前に、ネットワーク遅延の背後にある理由について説明しましょう。
遅延の原因は何ですか?
- リクエストを行うユーザーとサーバーの場所の間の距離
- エラー 50X などのサーバー エラーは、アプリケーションのパフォーマンスに影響を与える可能性があり、訪問者が Web サイトにアクセスできなくなる可能性もあります。
- バックエンド データベースの最適化が不十分。これは、データベースの過剰使用、長いフィールド、大きなテーブル、不適切なインデックスの使用、および複雑な計算の結果として発生する可能性があります。
- ルーター、Wi-Fi アクセス ポイント、スイッチ、セキュリティ デバイス、ロード バランサー、ファイアウォール、IPS などに起因するハードウェアの問題。
- 無線接続や光ファイバーケーブルなどの伝送媒体には制限があります。
- メモリ容量が少ないため、オペレーティング システムはプログラムが使用する RAM 要件を維持するのに苦労し、システム パフォーマンスに影響を与えます。
- 妥当な時間枠内で応答をキャッチするために必要な CPU やメモリサイクルの低下などのエンドユーザーの問題
⏱️ レイテンシーを測定するにはどうすればよいですか?
SolarWinds や Datadog などのブランドのネットワーク監視ツールを使用すると、ネットワーク遅延を自動的に検査できます。
しかし、これを手動で行う方法はあるのでしょうか?
答えは「はい」です。
オペレーティング システムでコマンド プロンプトを開き、「 tracert
と入力し、クエリする宛先を入力するだけです。
コマンドを入力すると、サイト アドレスにつながるネットワーク パス内のすべてのルーターのリストが表示されます。時間の計算もミリ秒単位で表示されます。
測定値全体を合計するだけで、ネットワークに関連する遅延が得られます。
レイテンシを測定するにはいくつかの方法があります。
最初のバイトまでの時間 (TTFB)
リクエストがユーザーのデバイスから送信されてから、データの「最初の」バイトが送信先に到着するまでの時間差は、最初のバイトまでの時間 (TTFB) として知られています。
TTFB は、ネットワーク遅延とサーバーの応答性の重要な尺度でもあります。
往復時間 (RTT)
データ パケットが送信元から宛先まで移動し、送信元に戻るまでにかかる合計時間はラウンド トリップ時間 (RTT) と呼ばれます。正確な結果を提供できますが、データ パケットが別のリターン パスを経由する場合、状況が曖昧になる可能性があります。
Pingテスト
通常、システム管理者は ping テストを使用して、32 バイトがサーバーに到達するまでにかかる時間と、応答の受信にかかる時間を測定します。これらの方法では、ネットワーク内のさまざまなサーバーを同時にチェックし、全体的な遅延とパフォーマンスを報告できます。
オンライン ping テストを実行することもできます。
ネットワーク遅延を改善するにはどうすればよいですか?
ルーティングの最適化
ネットワーク内の輻輳に効率的に対処できる最適化ツールを使用して、ルーティングを改善します。
問題が伝送媒体にある場合は、アンプやリジェネレータを利用してネットワーク速度を向上させることもできます。
圧縮とキャッシュ
高度に分散された IP は長距離を移動するため、伝送時間が長くなります。エンドユーザーの近くにあるエッジサーバーを管理すると、移動時間が短縮され、ページの読み込み速度が向上します。
それとは別に、画像の最適化やファイル圧縮などの技術により、大量のデータの転送に必要な帯域幅も削減されます。
ピアリング
ピアリングとは、Web 上のトラフィック送信に対してサードパーティに料金を支払うことなく、2 つ以上のネットワークを接続して直接トラフィックを交換できるようにすることを意味します。
したがって、インターネット上で利用可能な複数のネットワーク パスを持つ、適切に接続されたネットワークを維持してください。
ネットワークプロトコルを最適化する
相互運用性と遅延を最小限に抑えるためにネットワーク プロトコルを最適化することで、規制標準に準拠します。
HTTP/2を使用する
HTTP/2 は、ラウンドトリップの短縮と転送の並列化により、サーバーの遅延を短縮するのに役立ちます。さらに、画像や JS および CSS ファイルなどの外部 HTTP リクエストの数も最小限にする必要があります。
プリフェッチ方法
必ずしもネットワーク遅延が短縮されるわけではありませんが、ページの読み込み速度という点では Web サイトのパフォーマンスが向上します。
最初のバイトまでの時間 (TTFB)
サーバーの応答性を決定する指標である TTFB についてはすでに説明しましたが、その他の側面に移りましょう。
TTFB は、接続プロセスに存在するすべての弱点を特定するのに役立ちます。遅延が発生する場所を特定できれば、サービスを調整して、より高速で信頼性の高いパフォーマンスを実現できます。
言うまでもなく、TTFB は SEO にも影響を与えます。したがって、オンラインでの可視性にとっても重要です。
TTFB に影響を与える要因は何ですか?
TTFB に影響を与える 3 つのアクション:
サーバーにリクエストを送信する
ユーザーがリクエストを行うと、サーバーは、DNS ルックアップにかかる時間、ネットワーク速度、サーバーの距離などの特定の要因に基づいてリクエストを受信します。そしてTTFBが始まります。
リクエストの処理中
リクエストを受信すると、サーバーはリクエストを処理して応答を生成する必要があります。このプロセスは、データベース呼び出し、ネットワーク内の他のシステムとの通信、スクリプトの実行などから始まります。
返信中
次に、サーバーは生成した応答をリクエストを行ったユーザーに送り返します。現在、それはユーザーと企業のネットワークの両方の接続速度に依存します。
ここで、TTFB は、ユーザーが最初のバイトから応答を受信し始めるまでの時間の単位です。
TTFBを改善するにはどうすればよいですか?
レイテンシの短縮
遅延はどの側でも発生する可能性があります。あなたのサーバーやユーザー。ユーザーの接続速度を制御することはできませんが、サーバーの速度を改善することは可能です。 CDN を活用してサーバーの負荷を軽減してください。これにより、静的コンテンツがユーザーの近くに配置され、ページの読み込み速度が向上します。
高速なDNS解決
DNS 解決にかかる時間は 100 ミリ秒を超えてはなりません。この問題が発生した場合は、DNS 設定の最適化を検討してください。問題が解決しない場合は、DNS プロバイダーを変更することもできます。
Web サイトのホスティングをアップグレードする
200ms を超える TTFB は Web サイトにとって良くありません。おそらく、TTFB が遅い原因は、ネットワークの混雑とサーバーの過負荷による Web サイト ホスティング プロバイダーにあると考えられます。
この場合は、ホスティングプロバイダーと話し合うか、プランをアップグレードしてください。それ以外の場合は、Web サイトを別のプロバイダーに移動することもできます。 WordPress を使用している場合は、これらのプレミアム ホスティング プラットフォームをチェックしてください。
バックエンドのパフォーマンスを向上させる
データベースを適切に正規化またはインデックス付けしないと、応答時間が長くなる可能性があります。したがって、プロンプト クエリ用にデータベースを正規化し、インデックスを作成します。また、テーブルの列をすべて調べるのではなく、すばやく見つけるようにデータベースに通知します。
サーバー側のキャッシュ
サーバー キャッシュに転送するために読み取られた頻繁に必要なファイルとデータを維持することで、プロセッサの負荷とデータベース クエリを軽減します。
外部モニタリング
いくつかの戦略を実行して TTFB を最適化できた場合、それは素晴らしいことです。
そして、あなたはいつもこのままでいたいと思うでしょう。
ただし、ソフトウェアの更新、ハードウェア、サイトの更新などの変更により、TTFB が増加する可能性があります。したがって、手遅れになる前にこれらに注意してください。
サイトのパフォーマンス監視ツールを実装できます。パフォーマンスが低下した場合に、問題を迅速に修正するのに役立ちます。
帯域幅とは何ですか?
ネットワーク サイズとサーバー処理能力を含むネットワークの最大容量は、帯域幅と呼ばれます。
簡単に言えば、特定の時点で送信および/または受信できるデータの量の尺度です。これは、ビット/秒、メガビット/秒、またはギガビット/秒の単位で測定されます。
帯域幅に影響を与える要因
インターネット接続は、特定の最大帯域幅で構成されます。特定の要因によって特定のデバイスの帯域幅が制限され、その結果接続が遅くなることがあります。以下に挙げるこれらの要因は、接続またはユーザーのコンピュータの性質に起因する可能性があります。
インターネットの使用
帯域幅は、デバイスで実行するタスクの総数に影響されます。同時にタスクの数を増やすと、速度が遅くなります。したがって、タスクをシリアル化することを検討してください。
アップストリームとダウンストリームの帯域幅
デバイスから流れるデータは上流であり、デバイスに流れるデータは下流です。
一般に、インターネット プロセスには、上流に比べて下流での使用が多く含まれます。したがって、インターネット接続では、ダウンストリームの帯域幅がより重視されます。
そのため、大規模なデータ送信、ビデオ チャット、リモート アクセス、VoIP 通話などでアップストリームの増加が必要になると、帯域幅が影響を受けます。
バックグラウンド消費
帯域幅は、デバイス上で同時に発生するダウンロードとアップロードの数によって影響されます。
単一の接続、複数のユーザー
単一ネットワーク内のユーザー数が増加すると、サーバーの負荷が増加し、データ送信が遅くなります。
ルーターの距離
デバイスをルーターの近くに配置すると、遠くに配置した場合と比べて帯域幅が増加します。
帯域幅を改善するにはどうすればよいですか?
QoS設定を使用する
サービス品質 (QoS) 設定は、ネットワークが重要なアプリケーションをサポートするのを支援し、トラフィック ルールによって一部のトラフィック タイプを優先するように指示します。したがって、必要なアプリケーションは帯域幅を確保するために苦労する必要はありません。
クラウドベースのアプリケーションが役に立つかもしれません。
ネットワークのパフォーマンスを向上させるためにクラウドに移行します。トラフィックの特定の部分をプライベート クラウド ネットワークとパブリック クラウド ネットワークにアウトソーシングして、ネットワークからの圧力を軽減してみてください。
不要なトラフィックを排除する
営業時間中の生産性に価値をもたらさない不要なトラフィックをブロックできます。こうすることで、帯域幅は重要な操作の実行にのみ使用できます。
定期的なアップデートとバックアップ
データとソフトウェアの更新とバックアップは、パフォーマンスだけでなくセキュリティの観点からも重要です。ただし、これらのプロセスは大量のネットワーク帯域幅を消費します。
このため、できれば通常の営業時間外に、戦略的にスケジュールを設定する必要があります。
スループットとは何ですか?
ネットワーク スループットは、指定された時間枠内に送信元から宛先に送信できるデータの総量の尺度です。
言い換えれば、スループットは宛先に正常に到着したパケットの数を測定します。ビット/秒またはデータ/秒で計算されます。
スループットに影響を与える要因
伝送媒体の制限
伝送媒体に関連する帯域幅または理論上の容量により、スループットが制限されます。
たとえば、帯域幅レートが 100 Mbps の場合、何があってもそれ以上には上昇しません。実際、送信される実際のデータは多かれ少なかれ約 95% になります。
ネットワークの混雑 🚸
非常に混雑したネットワークでは、スループットが低下します。
レイテンシー
特定のネットワークの遅延が大きい場合、スループットが低下します。
プロトコルの操作
ネットワーク上でデータ パケットを搬送および配信するプロトコルもスループットに影響を与える可能性があります。
パケット損失またはエラー
一部の種類のトラフィックでは、パケット エラーや損失がスループットに影響を与える可能性があります。これは、これらのパケットを再送信する必要があり、スループットがさらに低下するためです。
パケットが侵害される原因としては、セキュリティ攻撃、デバイスの損傷などが考えられます。
スループットを測定したい場合は、 SolarWinds 、 iPerfなどのツールを使用できます。
スループットを向上させるにはどうすればよいですか?
遅延を最小限に抑える
最初に行うべきことの 1 つは、ネットワーク遅延を最小限に抑えることです。遅延はネットワーク パフォーマンスに大きな影響を与え、ユーザー エクスペリエンスが低下するためです。
この問題に対処するには、上記のセクションを参照してください。
ネットワークのボトルネックを解消する
ルーターをアップグレードしてノードの総数を減らし、パケットの移動距離を短縮することでネットワークのボトルネックを回避します。したがって、輻輳を軽減してスループットを向上させることができます。
帯域幅を過剰に消費するアプリケーションに注意してください。
公平な割合をはるかに超えてインターネット接続を使用している場合、スループットは低下します。したがって、帯域幅を過剰に使用しているアプリケーションは、必要でない限り終了してください。
ネットワークを再起動します
モデムやルーターなどのネットワーク システムの定期的な再起動をスケジュールします。そうすれば、ネットワーク システムが再び動作し始めたときに優れたパフォーマンスを発揮できるようになります。
ハードウェアを確認してください
障害のあるハードウェアによってスループットが損なわれないようにしてください。したがって、ネットワーク ハードウェアをチェックして、この側で不一致が発生していないかどうかを確認してください。
ISP に連絡してください
すべてを整えてもスループット レートが低い場合は、インターネット サービス プロバイダー (ISP) に同じことを伝えることを検討してください。おそらく責任は彼ら側にあるのでしょう。
結論
あなたの側でのレイテンシ、TTFB、帯域幅、スループットについてもう少し明確になれば幸いです。ネットワークのパフォーマンスを向上させるために、上で説明したヒントとテクニックを実装してみてください。
次に、ネットワーク管理者になります。