ネットワーク輻輳

ネットワーク輻輳はネットワーク ノードがトラフィックに圧倒されたときに発生する、管理者にとって一般的な問題になる可能性があります。

ネットワーク トラフィックの状態は、インターネットの設計に起因して発生するものも少なくありません。インターネット トラフィックは、BGP（Border Gateway Protocol）という、インターネット トラフィックの経路を決定するためのアルゴリズムによって制御されています。BGPは可能な限り最短の距離でトラフィックを誘導します。これは最速の経路でも、最も帯域幅の広い経路でもありません。そのため、すべてのデータは同じ短いパスをたどります。データ量の少ない状態から中程度の状態までは、この方法は効果的です。しかし、あまりに多くのデータが同じ経路を通ろうとすると、ネットワーク輻輳の原因になります。

ネットワーク輻輳は遅延、スループット、帯域幅と密接に関係しています。遅延とは、ネットワーク トラフィックの速度への影響をミリ秒単位で表したもので、遅延の数値が高いほど、ネットワークの速度が遅いことを示しています。アプリケーションやネットワーク接続の用途によって許容される遅延時間は異なります。たとえば、ビデオ通話は低遅延が要求される傾向にあります。

スループットとは、一定時間内に送信元から宛先までどれだけのデータが正常に転送されたかの実測値です。帯域幅とは、一定時間内に送信元から宛先までどれだけのデータを転送できるかという想定上の容量を指すものです。スループットは速度を直接測定するものである一方で、帯域幅は速度に間接的に関係するものでしかありません。最短経路で移動するトラフィックのすべてを処理するための十分な帯域幅がネットワークにない場合、遅延が増加し、スループットは低下します。ネットワーク輻輳は、タイムアウトやパケット損失を引き起こす場合もあります。

ネットワーク輻輳を完全になくすことは不可能ですが、緩和する方法はたくさんあります。輻輳管理とは、ネットワーク輻輳とその影響を回避、軽減、または一時的に解消するために考案された、形式化された戦略を指します。このようなネットワーク輻輳ソリューションは、輻輳の影響を軽減する仕組みと、その仕組みを起動させる検出トリガーで構成されます。もっとも、このアプローチによるネットワーク輻輳ソリューションは、その効果や複雑さに大きな開きがあります。正確で実用的な洞察を得るために、管理者はネットワーク輻輳監視ツールを使用して、ネットワーク輻輳テストを実行することができます。

ネットワーク輻輳の監視が重要な理由は、主に3つあります。第一に、ネットワークの輻輳は非常に一般的な問題です。いかに設計とプロビジョニングが適切なネットワークでも、速度の低下は発生します。たとえば、企業でネットワーク利用が最も多い時間帯は、通常は1日の始まり、週の始まり、それから終業直前です。また、予期せぬトラフィックの急増もあり得ます。そのため、ボトルネックやパフォーマンスの問題が発生する機会も数えきれないほどあります。

ネットワーク輻輳監視ツールは、輻輳発生時にそれを軽減し、その後は防止する役割を果たすため重要です。ネットワークが遅く、輻輳が疑われる場合は、pingやLANパフォーマンス テストなどのネットワーク輻輳テストを実施することで、輻輳の原因を突き止めることが可能です。ネットワーク輻輳を総合的に監視することで、トラブルシューティングをより迅速に行うことができます。ネットワーク トラフィックを常時監視し、どのアプリケーションやエンドポイントが最も輻輳を引き起こすかを把握していれば、ネットワーク輻輳が発生したときに最初にどこを見れば良いかが正確にわかります。

第二に、ネットワーク輻輳は企業のビジネス生産性に多大な影響を及ぼす場合があります。リモート ワークが増加している今日、インターネット上で重要な業務を行い、VoIP通話やアプリケーションを利用する企業がかつてないほど増えています。ネットワーク輻輳は、接続に大きな影響を与え、一時的なダウンタイムでさえも、迅速な業務遂行と顧客満足を損なう可能性があります。ネットワーク監視により、ネットワーク輻輳を迅速に解決し、業務に復帰することが可能になります。

最後に、ネットワーク輻輳の監視は、ネットワーク セキュリティの向上にもつながるという点で重要です。ネットワーク輻輳は、ハッカーがネットワークにアクセスしようとしていることを意味する場合がありますが、トラフィックが突然減少または完全に失われた場合も、悪意のあるアクティビティを示している可能性があります。ネットワーク輻輳ソリューションは、ネットワーク トラフィックのベースラインを設定します。ベースラインからの著しい逸脱があれば、これは調査の対象となります。

ネットワーク輻輳は、ストリーミング、VoIP通話、メール配信など、インターネット上で行われる企業活動のすべてに影響を与えるため、ネットワークのパフォーマンスに劇的な影響を与える可能性があります。

インターネットと対話するあらゆるアプリケーション、エンドポイント、およびオンライン サービスは、データが最短経路をたどるという同じ形で対話を行うため、経路に必然的に詰まりを生じると、すべてのアプリケーション、エンドポイント、オンライン サービスが輻輳の影響を受けやすくなります。

これはさまざまな形でネットワーク パフォーマンスに影響を与える可能性があります。アプリケーションの速度低下、接続の切断、不安定な音声品質によるVoIP通話の途切れ、メール不着などが挙げられます。また、顧客連絡が頻繁にある企業では、ネットワーク輻輳によるネットワーク パフォーマンスの低下も問題となります。ネットワーク パフォーマンスの問題でサイトにラグが発生すると、顧客は他の場所に行ってしまうかもしれません。

一般的なネットワーク輻輳の原因としては、以下が挙げられます。

• 帯域幅の占有：帯域幅の占有とは、デバイスまたはユーザーが意図せずして、あるいは意図的に、ネットワーク上の他のアプリケーションよりも多くの帯域幅を使用することを指します。ネットワーク輻輳監視ツールは、これらの帯域幅の占有を強調表示します。


• ネットワーク上の多すぎるデバイスやユーザー：どのネットワークでも容量には限りがあります。ネットワーク上に一定時間内に存在するデバイスやユーザーの数が多すぎると、すべてのアクティビティに対応するためにネットワークの速度が低下します。


• 過度に拡張されたデバイス：ルーター、スイッチ、ファイアウォールはすべて一様に、特定のスループットまたはその最大容量を処理するように設計されています。それより多くのトラフィックをデバイスに通そうとすると、CPUの使用率が高くなり、パケット損失が発生し、ネットワーク輻輳やボトルネックの原因となります。


• 旧式のハードウェア：スイッチ、サーバー、ルーター、イーサネット ケーブル、ハードウェアなどは、十分な頻度で更新されないと、ネットワーク全体の速度を低下させる場合があります。


• ネットワークの誤設定：ネットワーク輻輳は、ネットワーク上のデバイスやユーザーばかりではなく、ネットワーク自体に原因がある場合もあります。たとえば、ネットワーク上で短時間に大量のブロードキャスト トラフィックが発生すると、ブロードキャスト ストームが発生し、ネットワーク パフォーマンスに問題を引き起こします。ネットワークを分割するサブネットの規模が大きすぎる場合、ブロードキャスト ストームの影響はより深刻になります。管理者は常にネットワークの最適化を行い、すべての領域で最大限のパフォーマンスを発揮できるようにする必要があります。

ネットワーク輻輳にはさまざまな原因があり、それと同じ数だけのトラブルシューティングの方法もあります。ネットワーク輻輳ソリューションは、ネットワーク輻輳をできるだけ早く、効果的に解決するためにあります。

ネットワーク輻輳の原因としては、先に述べたものの方がはるかに一般的ですが、サイバー攻撃によって発生する場合もあります。ネットワーク輻輳を引き起こすサイバー攻撃としては、ウイルス、ワーム、DDoS（分散型サービス拒否）が最も知られています。

DDoS攻撃とは、多数の異なるコンピューターがサーバーなどの標的を同時に攻撃し、標的を利用するユーザーへのサービス拒否を強いるサイバー攻撃です。ハッカーが標的に大量のメッセージ、接続リクエスト、パケットを送りつけることにより、システムはそのすべてに追いつくことができなくなります。システムはリクエストの処理速度が大幅に低下するか、完全にシャットダウンしてしまうため、ユーザーは標的とされたサービスにアクセスできなくなります。

DDoS攻撃を防ぐことはほぼ不可能ですが、管理者がネットワーク輻輳を監視するツールを使用することで、その影響を最小限に抑えることができます。ネットワーク輻輳ソリューションがDDoS攻撃を示すネットワーク トラフィックの疑わしい急増を警告した場合、攻撃の影響を調査、対処、および緩和することができます。