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Trace Route計測・監視

Trace Routeとは

Trace Routeとは、IPネットワークにおいて、ある端末から別の端末までの経路情報を取得するツールです。
コマンドとしては、Linuxであればtraceroute、Windowsであればtracertです。
Trace Routeによって、どのようなIPアドレスを経由して、どのくらいの速度で通信できているかを計測・監視することが可能です。

Trace Routeで、ネットワーク通信における重要な3つの情報を取得できます。

レイテンシ
通信の起点となる端末から、相手先端末まで、パケットを送ったら戻ってくるまでの時間です。
インターネットの通信を高速道路に例えるならば、レイテンシは速度に該当します。
Webサイト、ストリーミング、Web会議、ゲームなど、現在のインターネット上の殆どのアプリケーションは、リアルタイム性が求められるため、このレイテンシの値が重要です。
ホップ数
通信の起点となる端末から、相手先端末まで、どれだけのノード(ネットワーク機器やサーバ)を経由したか、その数です。
インターネットの通信を高速道路に例えるならば、ホップ数は料金所やインターチェンジに該当します。
ホップ数が少ない程に、より安定してより高速な通信が可能になります。
品質管理や統計学で「分散の加法性」と呼ばれる、ノード毎の通信のばらつき(分散)が足されていくのを小さくできるからです。
パケットロス
通信の起点となる端末から、相手先端末まで、通信を行った場合にパケットが消失してしまった回数です。
インターネットの通信を高速道路に例えるならば、パケットロスは自動車の事故に該当します。
パケットが消失してしまった場合には、再度、送りなおす必要があり、その処理時間分、相手先端末でパケットからデータを組み立てるまでの時間が遅延することになります。

レイテンシ VS スループット

日本においては、通信回線の品質を測るのに、「下り1Gbps」のようなスループットを使ってきました。
しかし、スループットは、巨大なファイルをダウンロードする際には大きな影響を及ぼすものの、Webサイトやストリーミング、ゲームのような、少量のデータをやり取りする際には、使い切ることはありません。
せいぜい、数Mbpsあれば、事足りてしまいます。

またレイテンシの値が大きくても、パケットロスがあったとしても、スループットは大きい数値を算出することが可能です。
ファイルのダウンロードは、押出成型と同じで、一旦データが流れ始めれば、材料が機械を通る速度が遅くても、出口から出てくる製品の量は一定になるからです。
パケットロスが発生したとしても、TCPの再送要求によって補完すればいいだけです。

皆さんがよくインターネットの速度計測で使う、fast.comのようなサイトは、スループットを計算によって「推測」しているに過ぎません。
よりリアルなスループットの変化を見たい場合には、CloudflareのSpeed Testのようなサイトでテストした方が良いでしょう。

現在のインターネット上のサービスの品質管理には、スループットは説明変数にならず、レイテンシ、ホップ数、パケットロスの数値を監視する方が適切です。

Trace Route計測・監視とは

Trace Route計測・監視は、日本道路交通情報センターの高速道路の混雑状況のニュースのように、各地から自社Webサイトまでのレイテンシ、ホップ数、パケットロスを計測・監視します。
CDNを使っている場合には、CDNが割り当てたEdge Serverまでのレイテンシ、ホップ数、パケットロスを計測・監視します。

サービスに遅延や接続障害が発生した際に、Trace Routeのデータがあると、下のレイヤーでの通信が確保できているかどうかの判断が可能となります。
また、Layer3のIP、Layer4のTCPやUDPでの遅延が生じている、パケットロスが発生している場合は、当然ながら、障害や遅延の際の対応策が変わります。

実装

ターゲットなるホスト名、もしくはIPアドレスを頂きます。
札幌、東京、大阪、福岡の国内4都市から、定常的にTrace Routeを実行して、経路上のレイテンシとパケットロスを計測・監視します。

計測頻度で、パケットロスを検知する確率が変わります。
パケットロスの発生確率は、途中経路のネットワーク機器の品質や負荷に問題が無ければ、ポアソン分布に従います。
計測頻度は、1分、5分、15分からお選び頂きますが、1分が推奨です。

CatchpointのTrace Routeは、デフォルトではParis Tracerouteモードで稼働します。
Paris Tracerouteモードを無効化することも可能です。

データ

散布図

Trace Routeの散布図

累積分布関数

Trace Routeの累積分布関数

個票の詳細データ

Trace Routeの個票の詳細データ

長所・短所

長所

短所

アラート/レポート機能

アラート機能

エラー検知
パケットロスを検知した場合には、即座に、指定のメールアドレスにアラートメールを送信することが可能です。
遅延検知
レイテンシの閾値を設定し、その値を超えた観測値を計測した場合には、即座に指定のアドレスにアラートメールを送信することが可能です。

レポート機能

日次で、Trace Routeのレイテンシについて、グラフ化したレポートを指定のメールアドレスに送信することが可能です。

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