CloudflareのSpeed Testは実際にどのように機能するか？

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誰もがインターネットサービスが高速であると言えますが、本当に高速かどうかを確かめるにはどうすればよいのでしょうか？熱が低熱していないかを確認するために温度をチェックしたり、空気の温度をチェックするように、インターネットユーザーは「私の接続速度はどれくらいか？」と答えるためにスピードテストを実行します。インターネット接続を「速度」に照らし合わせて話すのが一般的ですので、これを測定するのは簡単な概念だと思われるかもしれませんが、実際にはさまざまな方法があります。CloudflareのSpeed Test（速度テスト）では、ピークの帯域幅に焦点を当てるのではなく、接続の品質と現実的な提供内容を測定することにしました。このブログ記事では、インターネットの品質測定についてCloudflareがどのように考えているか、当社独自のCloudflareのスピードテストがどのように機能するか、そして今後、誰もがより良いインターネットを構築するのに役立つインターネット測定ツールを提供する計画についてお話します。

Cloudflareのスピードテストについて知る前に、スピードテストとは実際に何かを理解しましょう。インターネットの「速度」の意味には単一の定義はありませんが、一般的に人々が指しているのは、スループットの測定値、つまりネットワーク内の送信者と受信者間でデータが送信される速度の測定値です。スループットは、通常、メガビット/秒（MbpsまたはGbps）で表されます。これは、インターネットサービスプロバイダー（ISP）がパッケージを販売することが多いため（500Mbps、1Gbps、100メガビット/秒）、エンドユーザーが通常使い慣れた単位です。 Gbpsなど）に依存します。この一般的な関連付けを踏まえて、スピードテストは通常、接続の最大スループットが満たされるまでデータを送信するように設計されています。

ほとんどのスピードテストは、ノートパソコン、携帯電話、時にはルーターなどのエンドユーザーデバイスから実行されますが、テストがデータを送信する場所、つまりサーバーがネットワーク内のどこにあるかは、テストごとに異なります。こうした差異は結果に大きく影響する可能性があります。たとえば、ニューヨークにいるユーザーがニュージャージーにデータを送信するスピードテストを実行し、別のユーザーがシンガポールのサーバーに接続しているとします。両方のテストがまったく同じ方法を使用している場合でも、移動距離や到達までに通過しなければならないネットワークリンクにより、結果は大きく異なります。

サーバーの場所は、スピードテストが互いに異なる多くの方法の1つです。また、テストがより多くのデータを送信するかを決定する方法、データを送信するために開くTCP/UDPストリームの数、使用する輻輳制御アルゴリズム、収集するサンプルを集約する方法などが異なる場合があります。これらの決定は、エンドユーザーが最終的な「速度」と考えるものに影響を与えます。スピードテストで遅延、パケット損失、時には遅延の変動（ジッター）を測定するのが一般的ですが、それらと同様に重要です。以下で詳しく説明するように、これらの指標はエンドユーザーが必ずしも直感的に理解できるものではありません。 .

スピードテストは、インターネットの黎明期に普及しました。当時、帯域幅が高品質なエンドユーザーエクスペリエンスの主な障害でした。しかし、インターネットが進歩し、ユースケースが拡大するにつれて、帯域幅は制約のあるものではなくなり、地域によっては、ほぼ十分なものになっています。現在、ビデオ通話やゲーミングセッションを悪化させる可能性のある他の課題（バッファブロートによる遅延、パケット損失など）は、インターネット接続を改善する際に最適化すべき重要な指標として業界で注目されています。それでも、スピードテストはエンドユーザーに人気があることもあり、インターネット品質を評価するための貴重なツールです。スピードテストは、インターネット測定の中で最もよく知られている方法であり、こうした理由から、Cloudflareが提供できることを誇りに思っています。

CloudflareのSpeed Test（速度テスト）にアクセスすると、結果はすぐに表示され始めます。これは、ページが読み込まれるとすぐに、ブラウザがCloudflareのネットワーク品質APIにデータリクエストを送信し始め、各交換にかかる時間を記録するためです。APIは、CloudflareのWorkersを使用してCloudflareのグローバルネットワーク上で実行され、当社のエニーキャストアーキテクチャを活用して、最も近いデータセンターに自動的にルーティングします。

絶対最大スループットに焦点を当てた他の多くのスピードテスト方法とは異なり、Cloudflareのスピードテストは、接続を飽和状態にすることはありません。代わりに、事前定義されたサイズの一連のデータペイロード（データブロックと呼ばれるもの）を送信し、より現実的な使用パターンの下で接続の品質を評価します。各データブロックは一定の回数で送信され、シーケンスが完了すると、観察された範囲とパーセンタイルを示すために、詳細な結果がボックスアンドウィジェットプロットに表示されます。

個々の結果を生成するために、接続の確立にかかる時間とデータ転送の完了に必要な時間を記録し、サーバーの「思考時間」を差し引きます。接続の確立には個々のパケットの送受信が含まれ、ネットワーク遅延が許容する速さで行われます。一方、データ転送時間は、ネットワーク帯域幅、輻輳、サーバーの制限、およびデータ転送量によって制限されます。驚くことに、より小規模な転送もネットワーク遅延によってスループットが制限されてしまいます。

スループット測定の実行時に、テストは定期的に空のリクエストを送信し、負荷の高い遅延を測定します。接続がビジーである間に、データがCloudflareのネットワークを往復するのにかかる往復時間（RTT）です。ロード済みの遅延は、データが転送されていない時にCloudflareのネットワークへのRTTを測定するアイドル遅延とは異なります。アイドル中の遅延は、ページが読み込まれるとすぐに最初に記録され、予想される最小の遅延を反映しています。このテストでは、負荷時とアイドル時のジッター（ネットワークの安定性を反映する）とパケットロス（WebRTC TURNサーバーを経由して中継したときに宛先に到達しなかったパケットの割合）も測定しています。

テスト中、各メトリックの更新に対する集計結果をリアルタイムで見ることができますが、すべてのテストシーケンスが完了するまで、最終結果は計算されません。それらの測定値を基に、AIM（集計インターネット測定）スコアを算出します。AIMは、接続のパフォーマンスをストリーミング、ゲーミング、動画へのサポートの充実度など、エンドユーザーフレンドリーな用語に変換するための指標です。ワークショップを開催します。AIMのスコアはパフォーマンス全般の便利な要約を提供しますが、この詳細では、Cloudflare Speed Testの詳細な結果から、インターネット接続について実際にわかること、そしてそうでないことに焦点を当てます。

CloudflareのSpeed Testの特徴は、Cloudflare独自のグローバルネットワーク上で実行されることです。他のスピードテストプロバイダーは、エンドユーザーや主要なエクスチェンジポイントの近くにサーバーを設置し、特定の条件下でネットワークがどのように動作するかを取得します。CloudflareのSpeed Test（当社のネットワーク品質API上に構築されたテスト）は、ユーザーが毎日実際に行うこと、つまりCloudflareのネットワークを通じて配信されるコンテンツにアクセスする際のパフォーマンスを測定します。

さらに、CloudflareのSpeed Testはユーザーの接続を飽和状態にすることを目指していないため、ダウンロードとアップロードのテストは、最大スループットを技術的に測定するものではなく、さまざまなサイズのデータを送信すると確実に予想できるレートを測定しています。これは些細な違いのように思えるかもしれませんが、CloudflareのSpeed Testは、ピーク時の接続能力ではなく、通常時の接続能力、つまりその品質を示すためのものです。

毎日でも、ほとんどのユーザーは利用可能な帯域幅を最大活用できていません。ビデオ会議、ストリーミング、Webブラウジング、さらにはゲーミングも、最小限の帯域幅しか必要とせず、遅延、ジッター、パケットロスに影響を受けやすくなります。つまり、スループットを飽和させるスピードテスト（ISPから購入したサービスレベルと同等）で高いスコアを獲得したとしても、必ずしも高品質のオンライン体験とは限りません。ネットワークの品質評価に最も重要な指標の詳細は、個々のユースケースによって異なります。例えば、ゲーマーが低遅延（低ラグ）でメリットを享受でき、リモートworkerが低ジッター（ビデオ会議のスムーズ化）でメリットを享受するかもしれません。現在のユースケースの大半にとって、スループットは高品質のインターネット接続に寄与する多くのメトリクスのひとつに過ぎません

また、CloudflareのSpeed Testは主にエンドユーザーデバイスからブラウザ内で実行されることに注意してください。そのため、測定には、ブラウザ自体、ローカルWi-Fiネットワーク、その他の要因など、アクセスネットワークを超えた潜在的なボトルネックが含まれます。つまり、結果はISPのパフォーマンスだけを反映するのではなく、コンテンツへの経路上のすべてのコンポーネントの合計パフォーマンスを反映するのです。

エンドユーザーが、料金を支払うインターネットサービスを受けているかどうかを確認するために、スピードテストを実行するのが一般的です。もっともな質問ですが、答え方についての標準化された定義はありません。つまり、Cloudflareを含めたスピードテストは、ISPサービスの決定的な測定基準となるわけです。しかし、Cloudflareの広大なグローバルネットワークから配信されるコンテンツにアクセスする際の体験品質を評価するのに有用なリソースです。

このセクションでは、2つのスピードテストの例から、3つのネットワーク品質ルーブリックすべてで「たいへん良い」とスコアリングされた1つ目のテストの結果を解釈します。2つ目は、単なる「平均」でした。独自のテストでは、ビデオストリーミング、オンラインゲーミング、ビデオチャットでは、これら3つのユースケースに対してインターネット接続がどの程度バランスが取れているかによって、一貫したスコアが得られる場合もあれば、異なるスコアが得られる場合もあります。

これらのスコアから、テスト結果の大まかな解釈はすでに得られています。「優秀」な接続からは一貫して優れた品質が期待でき、「平均的」な接続からは時折不具合がみられますが、その理由を理解するには、数字を見てみましょう。

このテストは、一世帯の家の中のWi-Fiで接続されたノートパソコンからで、500Mbpsの家庭用光ファイバー接続で実行されましたが、契約したダウンロード速度は最高406Mbpsに達していることがすでに確認できています。ここで原因となるのはWi-Fiで、通常、高速接続のボトルネックとなり、観察的な不安定性の一般的な原因になります。

しかし、ここでは、私たちがおそらく良好な受信環境を持つ場所で、隣接するWi-Fiネットワーク（Wi-Fiが不十分な2つの最も一般的な原因）からの大きな活動も見られないことがわかります。ダウンロードとアップロードのグラフの比較的一貫性のある形と、ジッターの低さからそれが分かります。

遅延は都市部で想定される範囲内で（有線接続に切り替えることで2ミリ秒短縮可能）、アイドル時の数値と読み込み中（ダウンロードまたはアップロード中）の数値の差は比較的小さくなります。つまり、ファイルがバックグラウンドで選択したクラウドドライブに同期されながら、ビデオ通話に参加することが期待できるということです。アイドル状態とロード済みの数値の大きな差は、接続が良好でないことを示す一般的な指標です。有線接続で100ミリ秒に近い違いが見られる場合は、ISPに問題がある可能性が高いです。

高帯域幅の接続は、アイドル時とロード済みのレイテンシーの差を少なくする必要があります。帯域幅が高いほど、実際に帯域幅が十分に活用されない可能性は低くなります。ただし、ネットワークのさらに上流の輻輳が発生すると、特にインターネットサービスプロバイダーがその容量を過剰に消費している場合、これらの数値が上昇する可能性があります。

なぜダウンロードとアップロードのグラフが遅く、上昇するのか疑問に思う方もいるかもしれません。これは、データ転送が各パケットごとに1つの確認応答から始まり、必要な確認ごとに一度に多くのパケットを送信するためです。その結果、小規模なデータ転送の速度はレイテンシーによって制限されます。パケットが宛先に到達するのに時間がかかればかかるほど、確認パケットが送信者に戻るのにかかる時間は長くなり、次の送信までにかかる時間は長くなります。データパケットが送信されます。

技術に興味がある方は、輻輳制御アルゴリズムについて学ぶことを楽しんでくださいが、そのトピックだけで本がいっぱいになることもあり得ます。この影響は、ダウンロードサイズ別のグラフで見ることができます。10MB未満の転送は、この接続のすべての帯域幅を利用できないということです。

比較的小さなデータ転送で構成されている通常のWebブラウジングが、あるレベル以上の利用可能な帯域幅を十分に活用できないという可能性があるなら、疑問を抱く人は、純粋な速度が、もはや現代のブロードバンド接続における体験の質を示す主な指標でなくなった理由は、そこにあります。

2回目のテストは、同じノートパソコンから携帯通信5G接続で実行されましたが、結果はまったく異なるものでした。速度ははるかに低く、時間の経過とともに一貫性がなく、遅延の数値は高くなり（特に負荷が高い場合）、遅延のジッターはかなり高くなっています。

ダウンロードとアップロードの速度から、おそらく人口の激しい地域ではないと推測できます。5Gのカバー率が高い地域では、高速化と遅延低減が期待できます。一方、人口の多い地域では、より多くの人が同時にネットワークを利用し、（輻輳による）速度の低下や遅延の増加が予想されます。詳細な遅延チャートから、この場合、遅延がいかに不規則であるか、いくつかの数値が100ミリ秒を超えることがわかります。

接続品質と利便性は、多くの場合、相反するものです。自宅のどこからでも、駐車場やビーチからでもインターネットにアクセスできる便利さには、質のトレードオフが伴います。Cloudflare Speed Testレポートにより、トレードオフをより深く理解し、ピアリングや他の利用可能なプロバイダーと結果を比較し、より多くの情報に基づいた選択をすることができます。

Cloudflareは、エンドユーザーが接続性に関するより深い洞察を得られるようにし、また、パフォーマンスを透明化することでインターネットの改善に役立てるために、スピードテストを提供しています。テストを実行するエンジンはオープンソースです。つまり、誰もが当社のスピードテストを使用して自分の研究を促進でき、いつでも結果がどのように生成されるかを確認できます。研究者、ポリシー策定者、ネットワーク事業者、その他の利害関係者がインターネット接続を分析できるように、Cloudflareのスピードテストの結果はすべて、BigQueryの Measurement Labのパブリックインターネット測定データセットに公開され、CloudflareのRadar APIからもアクセスできます。このデータはオープンインターネット調査を進めるために共有しますが、結果はすべてユーザーのプライバシーを保護するために匿名化され、商業目的のために使用されることはありません。

2020年に開発されたCloudflareのスピードテストは、エンドユーザーのネットワーク品質を測定するための頼れるリソースになりました。特に、わかりやすいユーザーインターフェースと、スループットと共に報告されるメトリクスについて、多くのフィードバックを得ています。

しかし、Cloudflareでは常に改善しています。そこで、Cloudflareのスピードテストをさらに改善するために、次のような計画を立てています。

測定の増加

当社は、Cloudflareのネットワーク品質APIのリーチとスケーラビリティを拡大し、サードパーティが統合しやすく、使いやすくするよう取り組んでいます。当社の目標は、Cloudflareのネットワークを活用して、お客様がユーザーの接続性を測定できるようにすることです。Gigaプロジェクトの一環としてCloudflareのSpeed Testを使用して世界中のすべての学校をインターネットに接続するユニセフと、エンドユーザーがインターネット接続の品質を継続的に監視できるようにするOrbとパートナー関係を構築できることを、すでに誇りに思っています。診断測定スイートの一部としてCloudflareのNetwork Quality APIを使用しているプラットフォームまたはデバイスです。2026年を通して、Speed Testとネットワーク品質APIを使用して、独自の測定ツールやイニシアチブを強化するサードパーティの数を大幅に増やす予定です。

追加機能

サードパーティにとってSpeed Testの価値を高めるため、より詳細なパフォーマンス分析を可能にする新機能も開発しています。これには、より高いスループットの測定のサポートも含まれます。これは、接続品質の唯一の指標ではありませんが、特に複数のユーザーが同じ接続を共有する企業や共有オフィスの環境でネットワークパフォーマンスを診断するために重要です。これらの機能強化により、当社のプラットフォームは、ネットワークの健全性を把握し改善するためのより包括的なツールになります。

診断の改善

多くのユーザーは、料金を支払ったサービスを受けていることを確認するだけでなく、接続の問題を診断するためにもスピードテストに頼っています。当社は、その診断プロセスをさらに効果的なものにしたいと考えています。私たちの目標は、より豊富なメトリクスとより高度な機能を公開して、ユーザーが「ボトルネックはどこにあるのか？」といった重要な疑問に答えられるようにすることです。自分のローカルネットワーク内か、それともISP内か？特定のアプリケーションだけに問題が発生するのか？それは自分だけの問題なのか、同地域の他の人々も経験しているのか？これらの質問についてより深い洞察を提供することで、CloudflareのSpeed Testを、現実のインターネットパフォーマンスを理解し、改善するためのより強力なツールにすることを目指しています。

今すぐspeed.cloudflare.comにアクセスして、Cloudflare Speed Testを実行して接続性をテストしましょう。