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は非常に重要です。
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。 世界経済フォーラム.
そして、この数は今後数日で増加する予定です。
とんでもない数字ですが、本当です！
そのため、増大する需要を満たすために、ネットワークが適切なパフォーマンスを発揮することを確実にする必要があります。
さて、問題はネットワーク 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、Time To First Byte (TTFB)、帯域幅、スループットなどの特定の要因に依存します。
安定した高性能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？
レイテンシー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、レイテンシとは、要求またはデータが送信元から送信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のにかかる時間です。
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、ラウンドトリップとして測定されます。これは、リクエストがキャプチャされて複数のデバイスを介して処理され、ユーザーが受信してデコードされるまでの合計時間です。
データ伝送の遅延が比較的小さい場合、それは低レイテンシであり、望ましいことです。 ただし、ユーザー エクスペリエンスが低下するため、遅延が長くなったり、待ち時間が長くなったりすることは望ましくありません。
しかし、ネットワークが高いレイテンシーを示しているかどうかはどうすればわかりますか?
いくつかの典型的な兆候は次のとおりです。
- Web サイトまたはアプリケーションの読み込みに「永遠に」かかる
- 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。
- たとえば、大きな添付ファイルを含む電子メールなど、一部の情報を送信すると、時間がかかります。
そのため、このような兆候に遭遇した場合、それはおそらく高遅延ネットワークが原因です.
ネットワーク遅延はミリ秒 (ms) 単位で計算され、複数の側面がネットワークの相互通信方法に影響を与えるため、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手段を実装することで、待ち時間を短縮できます。
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。
- 過度に使用されたデータベース、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る、不十分なバックエンド データベースの最適化。
- 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。
- ワイヤレス接続、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
⏱️ レイテンシーの測定方法
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調べることができます。
しかし、これを手動で行う方法はありますか？
答えはイエスです。
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」と入力してから、クエリを実行する宛先を入力します。
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。 また、ミリ秒単位の時間計算も表示されます。
測定値全体を合計するだけで、ネットワークに関連するレイテンシが得られます。
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)
要求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、Time To First Byte (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送信先に移動し、送信元に戻るまでの合計時間は、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 パスを取ると、状況がぼんやりす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の時間と、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、全体的な待ち時間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?
ルーティングを最適化する
ネットワーク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、増幅器または再生器を利用してネットワーク速度を上げることもできます.
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、送信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も、大量のデータ転送に必要な帯域幅を削減します。
ピアリング
ピアリングとは、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で、サードパーティに Web 経由のトラフィック伝送の料金を支払う必要はありません。
そのため、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
相互運用性と最小遅延のためにネットワーク プロトコルを最適化することで、規制基準に準拠します。
HTTP/2 を使用する
HTTP/2 は、より少ないラウンド トリップと並列化された転送により、サーバーの待機時間を短縮するのに役立ちます。 さらに、画像と JS および CSS ファイルを含む外部 HTTP リクエストの数を最小限に抑える必要もあります。
プリフェッチ方法
必ずしもネットワークの待ち時間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に関して 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)
すでに説明したように、サーバーの応答性を判断するための指標である TTFB について、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、サービスを微調整して、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った時間、ネットワーク速度、サーバー距離などの特定の要因に基づいてリクエストを受け取ります。 そしてTTFBが始まります。
リクエストの処理
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レスポンスを生成する必要があります。 このプロセスは、データベースの呼び出し、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。
返信する
次に、サーバーは、生成された応答を、要求を行ったユーザーに送り返します。 現在は、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ています。
ここで、TTFB は、ユーザーが最初のバイトから始まる応答の受信を開始する時間の尺度です。
TTFBを改善するには？
待ち時間を短縮
レイテンシはどの側でも発生する可能性があります。 サーバーおよび/またはユーザー。 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できます。 静的コンテンツをユーザーの近くに配置できる CDN を活用してサーバーの負荷を軽減し、ページの読み込み速度を向上させます。
高速 DNS 解決
DNS 解決に 100 ミリ秒以上かかることはありません。 その場合は、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。
ウェブサイトのホスティングをアップグレードする
200 ミリ秒を超える TTFB は、Web サイトには適していません。 おそらく、TTFB が遅い理由は、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 プロバイダーです。
この場合は、これについてホスティング 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化しないと、応答時間が遅くなる可能性があります。 したがって、迅速なクエリのため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
頻繁に必要なファイルとデータ読み取りを維持してサーバー キャッシュに転送することで、プロセッサの負荷とデータベース クエリを削減します。
外部モニタリング
いくつかの戦術を実装して TTFB を最適化した場合、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。 ですから、手遅れになる前にこれらに注意してください。
サイト 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、問題をすばやく修正するのに役立ちます。
帯域幅とは何ですか?
ネットワークのサイズとサーバーの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、特定の時点で送受信できるデータ量の尺度です。 これは、ビット/秒、メガビット/秒、またはギガビット/秒で測定されます。
帯域幅に影響する要因
インターネット接続は、特定の最大帯域幅で構成されています。 特定の要因により、特定のデバイスの帯域幅が制限され、接続が遅くなる可能性があります。 以下に示すこれらの要因は、接続の性質またはユーザーのコンピューターに起因する可能性があります。
インターネットの利用
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アップストリームであり、デバイスに流れるデータはダウンストリームです。
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重視されます。
そのため、大量のデータ転送、ビデオ チャット、リモート アクセス、ボイスオーバー IP 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
デバイスで発生する同時ダウンロードとアップロードの数による帯域幅の影響。
単一の接続、複数のユーザー
1 つのネットワーク内のユーザー数が増えると、サーバーの負荷が増加し、データ転送が遅くなります。
ルーターの距離
デバイスがルーターの近くに配置されている場合、遠くに配置されている場合と比較して、帯域幅が高くなります。
帯域幅を改善するには？
QoS 設定を使用する
Quality of Service (QoS) 設定は、ネットワークが重要なアプリケーションとコマンド トラフィック ルールをサポートして、一部のトラフィック タイプに優先順位を付けるのを支援します。 したがって、必要なアプリケーションは帯域幅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立つ場合があります。
クラウドに移行して、ネットワーク パフォーマンスを強化します。 トラフィックの特定の部分をプライベートおよびパブリック クラウド ネットワークにアウトソーシングして、ネットワークから圧力を取り除きます。
不要なトラフィックを排除
営業時間中の生産性に価値をもたらさない重要でないトラフィックをブロックできます。 このようにして、帯域幅は重要な操作の実行にのみ使用できます.
定期的な更新とバックアップ
データとソフトウェアの更新とバックアップは、パフォーマンスとセキュリティの観点から非常に重要です。 しかし、これらのプロセスは大量のネットワーク帯域幅を占有します。
これが、できれば通常の営業時間外に戦略的にスケジュールする必要がある理由です。
スループットとは
ネットワーク スループットは、指定された時間枠内にソースから宛先に送信できるデータの総量の尺度です。
つまり、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する要因
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って、スループットが制限されます。
たとえば、帯域レートが 100 Mbps の場合、それ以上上昇することはありません。 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待ち時間がこれより長い場合、スループットが低下します。
プロトコル操作
ネットワーク上でデータ パケットを伝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
一部のタイプのトラフィックでは、パケット エラーと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。
侵害されたパケットの背後にある理由は、セキュリティ攻撃、破損したデバイスなどである可能性があります.
スループットを測定したい場合は、次のようなツールを使用できます ソーラーウィンズ、 iPerf、 ピンブなど
スループットを改善するには?
待ち時間を最小限に抑える
最初にすべきことの 1 つは、ネットワーク レイテンシを最小限に抑えることです。これは、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 エクスペリエンスを低下させるためです。
この問題に対処するには、上記のセクションを参考にしてください。
ネットワークのボトルネックを解消
ルーターをアップグレードしてネットワークのボトルネックを回避し、パケットの移動距離を短縮するノードの総数を減らします。 したがって、スループットを向上させるために輻輳を減らすことができます。
帯域幅を消費しすぎるアプリケーションに注意してください。
インターネット接続を公平なシェアよりもはるかに多く使用している場合、スループットは低下します。 したがって、必要でない限り、帯域幅を使いすぎているアプリケーションを閉じてください。
ネットワークを再起動します
モデム、ルーターなどのネットワーク システムを定期的に再起動するようにスケジュールを設定してください。そうすれば、それらが再び機能し始めたときに、優れたパフォーマンスを発揮できます。
ハードウェアを確認する
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。 そのため、ネットワーク ハードウェアをチェックして、この端で不一致が発生しているかどうかを確認してください。
ISP と話し合う
すべてが整っていてもスループット率が低い場合は、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。 たぶん、過ちは彼らの側にあります。
結論
遅延、TTFB、帯域幅、およびスループットについて少し明確になったことを願っています。 上記のヒントとコツを実装して、ネットワークのパフォーマンスを向上させてみてください。
次に、ネットワーク管理者になります。
