スループット （Throughput）とは?

スループット （Throughput）とは?

「スループット（throughput）」は「一定時間における処理能力」を表す言葉です。IT用語やビジネス用語として存在しており、使われる状況によってそれぞれニュアンスが異なります。

ネットワーク用語としての定義

ネットワーク用語としてのスループットは、コンピューターやネットワーク機器が一定時間あたりに転送できるデータ量のことを指します。基本的にスループットの数値が高ければ高いほど、1秒あたりに転送できるデータ量が増え、通信速度が速くなると判断できます。

ただし実際のスループットは、ネットワーク機器の性能や構成、処理内容などが複雑に作用し合って達成されるため、一概に「スループットが高い＝速い速度で通信できる」とも言い切れません。

スループットとレイテンシとの関係

ネットワーク関連で、スループットと同列で語られることが多い言葉として「レイテンシ（latency）」があります。スループットとレイテンシは、どちらもネットワークの性能を計測するための重要な指標です。しかし、その意味合いは異なります。

レイテンシとは、データ転送のリクエストが実際に処理されるまでの時間的遅延を表す指標です。一般的に「ms（ミリ秒）」の単位で示されます。レイテンシが小さい（低い）ならネットワークに遅延はほとんど認められず、レイテンシが大きい（高い）ほど遅延が生じていると判断できます。レイテンシが高くなる要因としては、地理的な距離、ネットワーク上のトラフィックの混雑などが挙げられます。

スループットとレイテンシは、一方が良好だからといって、もう一方も良好であるとは限りません。それぞれが独立して通信速度に影響を与えます。

例えばレイテンシが高いネットワークは、スループットが高くても操作感に問題が生じます。特に、Web会議といった双方向の通信を行う場合のレイテンシは、ユーザーエクスペリエンスを左右する重要な要素です。動画の視聴のように一方向の通信であれば遅延はさほど問題にならず、レイテンシよりもスループットの重要性が高まります。

スループットが重要な理由

スループットが重要な理由

社内の基幹システムなど、複数のユーザーが同時にアクセスするような環境では、スループットが重要となります。複数の従業員から同時に送られてくる大量のリクエストを、スムーズに処理できるか否かはスループットの高さに左右されます。

ここで注意すべきなのが、スループットには「理論スループット」と「実効スループット」2つがある点です。この違いを理解していないと、トラブルが生じた際に適切に対応できない可能性があります。

理論スループット

理論上の最大処理能力を示す数値が「理論スループット」です。機器の仕様書や説明書に書かれているのはこの値ですが、あくまで理論上の数値なので、必ずしも実現できるとは限りません。

実効スループット （有効スループット）

それに対して、実際に測定したスループットの数値を「実効スループット（有効スループット）」と呼びます。使用する機器の仕様や、通信時に生じるレイテンシの影響などにより変動する値です。

例えば、ネットワークの一部に古く性能の低い機器が使われていたことで、ネットワーク全体の通信速度が低下することがあります。この時、ネットワーク全体の実効スループットは、古い機器以外の機器が持つ理論スループット値よりも低い値になると考えられます。

スループットの単位：bps

スループットの数値は、従来「bit per second＝bps（ビット/秒）」で測定していました。bit（ビット）とはコンピューターが扱うデータの最小単位で、1bpsは毎秒1ビットのデータを送受信できるという意味です。しかし、近年では1秒間に送受信できるデータ量が飛躍的に増えたことによって、より大きい値を表す「Kbps（キロビット/秒）」「Mbps（メガビット/秒）」、さらには「Gbps（ギガビット/秒）」で表すことが一般的になりました。これらの値が低いと、一般的にネットワークが遅い、といわれる状況になります。

ネットワークが遅いと感じる場合の解決方法：測定して要因を確認する

ネットワークが遅いと感じる場合の解決方法：測定して要因を確認する

ネットワーク（通信速度）が遅いと感じる場合、次に挙げる方法などで要因を探ることが大切です。
まずは、ネットワークの状況を測定しましょう。Windowsであれば、「タスクマネージャー」を使うことで、インターネット速度をはじめ、負荷をかけているアプリの有無なども調べられます。また、オンラインの速度測定サイト（スピードテストサイト）で、「下り（ダウンロード）」と「上り（アップロード）」の速度（基本的にMbps単位）を測定することも可能です。Wi-Fi経由の場合は特に、Wi-Fiルーターからの信号の強度や距離なども、ネットワーク遅延の要因となります。電波強度が低下すると通信速度が大幅に落ちるため、「tracert（トレースルート）」や「netsh wlan show interface」のコマンドプロンプトを使用し、問題の調査と電波強度の確認を行います。

いずれの場合でも、有線/無線を問わず、複数回測定することが大切です。

スループットに影響を及ぼす4つの要因

スループットはデータ伝送時の処理速度を表す重要な指標です。しかし、実際の通信速度は、先述のレイテンシのほか、ネットワークの帯域幅や伝送路の品質といった要因の影響を受けて変動するため、理論スループット値の通りにはいきません。例えば、伝送路にノイズがある場合、データ送信が妨げられるためスループットが低下します。ネットワークの帯域幅の狭さも、スループットの低下につながり得る要因です。

ここでは、影響要因となりやすい4つの要素を取り上げて解説します。

1. 帯域幅

スループットが低下している原因として、まず考えられるのは、ネットワークの帯域幅の不足です。

帯域（帯域幅）は本来、周波数の範囲を表しますが、ネットワーク用語としての帯域が示すのは、一定時間内にネットワーク上の2地点で転送できる最大データ量です。つまり、帯域が広ければトラフィックが混雑しにくくなり、通信速度が速くなります。帯域幅は、よく道路の幅に例えられます。道路が広いほど渋滞は起こりにくくなりますが、帯域もそれと同様です。そして帯域不足とは、道路の幅が狭く、渋滞が起きている状態を表しています。

帯域不足が起こる主な原因は、Web会議、大量のデータのダウンロードなどが挙げられます。

2. デバイスの処理能力

各デバイスの処理能力は、スループットに大きな影響を及ぼします。例えば、ネットワークに使用しているルーターのスペックが低い場合です。高速通信が可能な回線を使用していても、ルーターの処理能力が低いことで、通信速度は制限されてしまいます。デバイスの規格が古い場合にも、他のデバイスの機能を阻害し、スループットが低下する可能性があります。

また、「複数のデバイスを同時に接続している」「高負荷のタスクを実行している」「複数のアプリケーションを同時に実行している」など、高負荷を与えるトラフィックが同時に発生した場合、各デバイスが一時的に過負荷状態となり、スループットが低下しやすくなります。

3. ネットワークの構成

ネットワークトポロジー（ネットワーク構成）も、スループットの数値を左右します。ネットワークトポロジーとは、コンピューターやネットワーク機器同士の配置を表す用語です。つまり、どれくらいの数のデバイスをどのように接続させるかによって、スループットの値に影響を与える可能性があります。

例えば「メッシュ型トポロジー」は、複数のルーターに各デバイスを網の目のように接続させるトポロジーのパターンです。実装・管理が複雑になるおそれがありますが、デバイス間に複数の経路があり、自動的に最も状態の良い経路に接続できるため、スループットの向上が期待できます。その反面、最適な経路の選択に時間がかかり、逆にスループットが低下するおそれもあります。高いスループットを実現し維持するためには、ネットワークの規模や要件などに応じて、適切なネットワークトポロジーを設計することが大切です。

4. パケットロス

パケットとは、1つのデータを一定のサイズに分割したデータユニットのことを指します。容量の大きいデータを複数のパケットに分割して送受信することで、限られた帯域幅をより効率的に利用できます。

そしてパケットロスとは、データを送受信する際にパケットの一部が到着しなかったり、到着しないまま消失したりすることです。パケットロスが発生して通信に失敗すると、受信側は再送信されるまで新しいパケットへの応答を停止します。それによってスループットが低下し、通信の遅延や寸断、ノイズ、干渉、断絶などが起こります。

なお、パケットロスの主な原因は、トラフィックの混雑によるルーターの過負荷、ソフトウェアやハードウェアのバグや故障、分散型サービス妨害（DDoS）などのセキュリティ上の脅威などです。対策として、トラフィックの最適化をはじめ、機器のアップデートが求められます。

【用途別】スループット値の目安

【用途別】スループット値の目安

Web会議：10Mbps～

Web会議では、一般的に10Mbps以上が必要です。3Mbpsあれば会議自体は可能ですが、映像が途切れる可能性があります。Web会議でノイズやハウリング、寸断などが頻繁に発生すると、各参加者は障害の方にばかり気が取られ、会議に集中できません。そのため、理想的なスループットの目安は15Mbps以上となります。

またVPNなどを経由して、本社のデータセンターなどの1か所にネットワークを集中させている場合は、ゲートウェイなどでトラフィックの混雑が起こる可能性もあります。その際は、ローカルブレイクアウト（LBO：Local Break Out）を導入するのも有効です。

ローカルブレイクアウトとは、各拠点のルーターなどでトラフィックの内容を識別し、それに応じてクローズドVPN回線などにトラフィックを自動的に振り分ける方法です。トラフィックに優先順位を付け、Web会議に優先的に帯域幅を割り当てることで、Web会議や動画配信における通信の安定性と速度の向上が期待できます。

動画閲覧：20Mbps~

一般的なWebサイトは、閲覧するために1～10Mbps程度が必要です。1Mbpsの場合、文字が中心のサイトであれば快適に閲覧できますが、画像が多用されたサイトでは、表示速度が遅れる場合があります。

サイト閲覧：1Mbps～

一般的なWebサイトは、閲覧するために1～10Mbps程度が必要です。1Mbpsの場合、文字が中心のサイトであれば快適に閲覧できますが、画像が多用されたサイトでは、表示速度が遅れる場合があります。

メール送信・チャット：1Mbps～

メール送信やチャット機能を使用する場合、文字だけであれば1Mbpsあれば問題なくやり取り可能です。しかし、画像やファイルを送信する場合は、十分とは言い切れません。

一般的にはビジネスメールに添付するファイル（Excelの資料やPDF、写真、画像、動画など）は合計で2MBまでとされています。そのためにも、2MB前後のファイルが添付されたメールが送信される可能性も考慮する必要があります。

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Webポータルから帯域幅を最大3倍まで拡張したり、Web会議でローカルブレイクアウトを即時設定したりすることも可能です。会議の妨げとなるノイズや寸断などを防止できるので、各従業員がやり取りに集中しやすくなります。

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また、社内外のすべての通信を疑う「ゼロトラスト」ベースのクラウド型セキュリティ機能もシームレスに提供しています。これによって、スループットとセキュリティレベルの向上を同時に実現できます。お申し込みはWebで完結するので、時間を割いて店舗まで来店する必要もありません。

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