| ［Network］ | ||||||||||||
pingでネットワークの速度を調査する
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| 解説 |
ネットワークの速度（ここでは単に、単位時間当たりの最大転送量の意味とする）を測定するにはさまざまな方法があり、本TIPSでも、「ftpでネットワークの速度を測定する」や「ttcpでネットワーク・パフォーマンスを測定する」などの方法を紹介してきた。これ以外にも、ファイルをコピーしてその所要時間から速度を割り出したり、ルータなどのネットワーク機器が備えるパフォーマンス・カウンタ値をモニタするなどの方法もあるだろう。
だがこれらの方法は、あらかじめ相手側のサーバ上で何らかサービスを動かしておいたり、ツールを準備しておくなどの必要があり、いつでもどこでも利用できるという方法ではない。厳密なパフォーマンスを測定するのならば、そのような方法でもよいだろうが、単にネットワーク回線がつながっているかどうかを調べたい場合や、その回線が混雑しているかどうかを大まかに知りたいだけならば、準備も不要で、もっと簡単な方法がある。pingコマンドを利用する方法である。
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pingコマンドは、ICMPのEchoプロトコルを使った、IPパケットの到達可能性を調査するコマンドであり、TCP/IPにおける最も基本的なツールの1つである（pingの基本的な使い方については関連記事参照）。これを使うことにより、大ざっぱではあるが、ネットワークの速度（帯域）を調べることも可能である。本TIPSでは、その方法について解説する。
| 操作方法 |
pingコマンドを実行すると、ICMPのEcho要求パケットが指定されたIPアドレスに送信され、通常はそのICMPパケットがそのまま相手から返送されてくる。ICMPやEchoパケットの詳細については、関連記事を参照していただきたい。
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Windows OSのデフォルトでは、送信されるデータ・サイズ（ICMP Echoのデータ部として渡される部分のデータ・サイズ）は32bytesである。実際に送信されるパケットでは、このデータ部分に加えて、ICMP Echoヘッダが8bytes、IPヘッダが20bytes追加される。さらに下位のデータリンク層／物理層のヘッダも加算されるので（例：イーサネットならヘッダが14bytes、PPPoEなら数十bytes）、もっと長くなる。
つまりpingを1回実行すると、これだけのサイズのパケットが往復することになるので、そこからおおよそのネットワークの速度を計算することができる。ヘッダやIPフラグメント化のオーバーヘッドなどをすべて無視すると、次のようになる。
帯域≒（データ・サイズ×2）÷所要時間 [bytes/s]
ただし実際には、途中のルータでのオーバーヘッドがあるし（受信したパケットを待ち時間0ですぐに次へフォワードしているわけではない）、pingに応答するコンピュータもがすぐにパケットを送り返してくるわけではないので（待ち時間0で応答するわけではない）、この値には誤差が含まれる。またパケット・サイズが小さいと、ほかの通信トラフィックなどの影響を大きく受けるので、正確な値にはならない。だがそのことを理解して利用すれば、十分意味のあるデータを収集することができる（ただし当該ホストがpingに応答するように設定されていなければならない）。場合によっては（ほかの方法と比べると）1〜2割程度の誤差でネットワーク帯域を調査することができる。
pingは最も基本的なツールであり、ほぼいつでもどこでも利用することができるため、ほかの方法を試す前に、まずこの方法で概要を調査するとよいだろう。ただし誤差の入り込む余地が多いため、精度を上げるにはなるべくデータ・サイズ（pingの-lオプションで指定する値）を大きくするといった注意が必要である。
Windows OSのpingコマンドでは、応答時間は1ms単位でしか表示されないし、1ms以下だと「time<1ms」としか表示されない。これでは正確な値は計算できない。経験的には、最低でも10ms、可能ならば数十ms以上になるように、データ・サイズを大きくするのが望ましい。
また、デフォルトのデータ・サイズでは、データ部分のサイズに対してヘッダ部分のサイズが大きく、誤差が入りやすい（ヘッダ部分はネットワークの媒体に依存して変わるため）。ヘッダ部分の相対的なサイズを下げるため、例えば5Kbytesとか10Kbytes、可能ならば（pingコマンドで指定できる最大サイズに近い）60Kbytesなどに設定するとよいだろう。ただし場合によっては（セキュリティのために）フラグメント化したIPパケットの通信が禁止されている場合があるので、その場合はフラグメントを起こさない最大サイズに近い1400bytes程度にするのがよい。
以下は、インターネット上のあるサイトに向けてpingを実行した場合の例である。
C:\>ping -l 60000 www.XXX.XXX.co.jp |
サイズ60000bytesのパケットを送信し、平均応答時間は53msであった。これから計算されるネットワークの帯域はだいたい次のようになる（ヘッダ部分などは無視している）。
帯域≒（60000×2）÷0.053≒2.2[Mbytes/s]
（注：このテストで使用した回線上でより正確なテストをしたところ、約3Mbytes/s程度の速度が出ていた。ルータなどでのオーバーヘッドのほかに、高度なフロー制御を持つTCPと、何も制御されていないIPやICMPプロトコルの差なども影響していると考えられる）
同様のテストを、ローカルのLAN上のコンピュータに対しても行ってみると、次のようになった。
C:\>ping -l 60000 192.168.2.51 |
この場合は次のようになる。
帯域≒（60000×2）÷0.011≒10.4[Mbytes/s]
（注：FTPで測定した結果は11.2[Mbytes/s]程度だった）
このような値を日常的に収集しておき、ネットワークにトラブルが発生した場合や、混雑していると思われるときに収集したデータと比較することにより、トラブルシューティングの助けとすることができる。ただし、回線が（あまりにも）高速だと、別の要因（テストに使用する機器のパフォーマンス不足や、TCPのような高度なフロー制御機能の不足など）により、大きく値がずれることがあるので、注意していただきたい。どちらかというと、LAN回線ではなく、WAN回線やインターネット接続回線における速度測定に向く方法だといえる。
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