IT用語集 2024/12/23

パケットロスとは？ 10分でわかりやすく解説

コラム

通信が途切れる、画像が表示されない、ゲームにラグが生じる──こうしたネットワークの不調に悩まされた経験は多くの方にあるのではないでしょうか。その原因の一つが「パケットロス」です。この記事では、パケットロスとは何か、なぜ起こるのか、そしてどのように対策すればよいのかを、ビジネス利用と家庭利用の両方をイメージしながら10分程度で分かりやすく解説します。

パケットロスの仕組みを理解し、原因ごとに適切な対処方法を知っておくことで、ネットワークトラブルを最小限に抑え、オンライン会議やクラウドサービス、ゲームなどを安定して利用できるようになります。自社ネットワークの見直しや、ベンダーへの相談時の共通言語としても活用していただける内容です。

パケットロスとは何か？

パケットロスとは、ネットワーク通信において発生する問題の一つで、送信されたデータの一部が宛先に到達せずに失われてしまう現象を指します。これは、インターネットを介したデータのやり取りや、社内ネットワークでの通信など、あらゆるネットワーク環境で起こり得る問題です。

パケットロスの定義

パケットロスを理解するには、まず「パケット」について知る必要があります。パケットとは、ネットワーク上を流れるデータの単位で、送信元から宛先へ送られる情報が小分けにされたものです。大きなファイルや動画、音声データも、実際には多数のパケットに分割されて送信されています。

これらのパケットが通信途中で失われたり、破損したりすることをパケットロスと呼びます。ロスが発生すると、受信側ではデータが欠けた状態になり、再送処理が走ったり、音声や映像が途切れたりします。特に、リアルタイム性が重視される音声通話やオンラインゲームでは、少量のロスでも体感的な悪化につながりやすい点が特徴です。

パケットロスが発生する原因

パケットロスが発生する主な原因は以下の通りです。

ネットワーク機器の故障や設定ミス
ネットワークの混雑による輻輳（ふくそう）
通信回線の品質低下
ファイアウォールなどのセキュリティ機器による誤ったパケットの破棄

たとえば、ルーターやスイッチの性能を超えるトラフィックが流れた場合や、ケーブルの接触不良・老朽化がある場合、あるいはセキュリティ設定が厳しすぎる場合などに、パケットが宛先に到達できなくなったり、途中で破棄されたりすることでパケットロスが発生します。

パケットロスの症状と影響

パケットロスが発生すると、以下のような症状が現れます。

通信速度の低下や体感的なレスポンス低下
ファイルダウンロードやアップロードの失敗、タイムアウト
音声や動画の途切れ、音飛び・画質の低下
Webページ表示の遅延や、画像・コンテンツの一部欠落
オンラインゲームでのラグや瞬間的な停止

これらの症状は、業務の効率低下やユーザー体験の悪化につながり、企業にとって大きな損失となる可能性があります。特に、リアルタイム性が求められる音声通話やビデオ会議、リモートデスクトップなどでは、わずかなパケットロスでも影響が顕著に現れます。一方、メールなど遅延に比較的強いアプリケーションでは、ユーザーが気づきにくい形で影響が現れることもあります。

パケットロスが起こりやすいネットワーク環境

以下のようなネットワーク環境では、パケットロスが起こりやすくなります。

環境	理由
無線LAN	電波干渉や障害物、距離による通信品質の低下
インターネット接続	ISPや経路上の混雑による輻輳、経路変更の影響
古いネットワーク機器	処理能力の不足やハードウェアの故障、サポート切れによる脆弱性
複雑なネットワーク構成	設定ミスや機器間の非互換性、経路の非効率化

これらの環境では、パケットロスに対する適切な対策を講じることが重要です。ネットワーク機器の更新や設定の最適化、通信回線の増強・冗長化などを検討し、安定したネットワーク環境を維持することが求められます。特に無線LAN環境では、アクセスポイントの設置場所やチャネルの重なりなど、物理的な要因にも目を向ける必要があります。

パケットロスの原因

パケットロスは、ネットワーク通信における様々な要因によって引き起こされます。ここでは、現場でよく問題となる主な原因を、もう少し踏み込んで解説します。

ネットワーク機器の問題

パケットロスの原因の一つとして、ネットワーク機器の問題が挙げられます。ルーター、スイッチ、ハブなどの機器が故障したり、性能が低下したりすると、パケットの処理が正常に行われず、ロスが発生する可能性があります。また、機器の設定ミスやファームウェアの不具合、ベンダーの異なる機器同士の非互換性なども、パケットロスを引き起こす要因となります。

特に、老朽化した機器や常に高い負荷がかかっている機器では、パケットロスが起こりやすくなります。定期的なメンテナンス、ログの確認、必要に応じた機器の更新を行うことで、この問題を事前に防ぐことができます。

回線の品質低下

通信回線の品質低下もパケットロスの原因となります。回線の劣化や断線、ノイズの混入、外部要因（工事や落雷など）により、データの伝送が妨げられ、パケットが正常に届かない状況が発生します。特に、長距離の通信や無線通信では、回線品質の影響を受けやすくなります。

回線品質を維持するためには、定期的な回線診断や障害対応が重要です。また、SLA（サービス品質保証）が明確な回線を選択することや、必要に応じて回線の冗長化を検討することも有効な対策となります。

ネットワークの設定ミス

ネットワークの設定ミスも、パケットロスを引き起こす要因の一つです。ファイアウォールやルーティング、ACL（アクセスリスト）などの設定が適切でない場合、本来通すべきパケットが誤ってブロックされたり、間違った経路に転送されたりすることがあります。その結果、パケットが宛先に到達せず、ロスが発生します。

設定ミスを防ぐためには、ネットワーク管理者が設定内容を十分に理解し、変更履歴を残しながら慎重に設定を行うことが重要です。また、設定変更時には検証用環境で事前テストを行い、問題がないことを確認してから本番環境に反映することが推奨されます。

ネットワークへの過剰な負荷

ネットワークに過剰な負荷がかかることも、パケットロスの原因となります。同時に大量のデータが送信されたり、不要なトラフィックが流れたりすると、ネットワーク機器の処理能力や回線の帯域幅を超えてしまい、パケットが破棄されることがあります。特に、帯域幅が不足している場合や、DoS攻撃・DDoS攻撃を受けている場合などは、パケットロスが頻発する可能性があります。

ネットワークの負荷を適切に管理するためには、トラフィックの監視やネットワーク設計の最適化が重要です。帯域幅の拡張、QoS（Quality of Service）による優先度制御、不要なトラフィックのフィルタリングなどの対策を講じることで、過剰な負荷によるパケットロスを防ぐことができます。

以上のように、パケットロスには様々な原因が存在します。ネットワーク機器、回線品質、設定ミス、過剰な負荷など、多岐にわたる要因に対して適切な対策を講じることが、安定したネットワーク通信を実現するためのカギとなります。

パケットロスの対策

パケットロスは、ネットワーク通信の安定性や品質に大きな影響を与える問題です。ここでは、原因ごとに実施しやすい対策を整理し、どこから手を付ければよいかをイメージしやすく解説します。

ネットワーク機器の点検と更新

パケットロスを防ぐためには、まずネットワーク機器の状態を確認することが重要です。古くなった機器や故障している機器は、パケットの処理能力が低下し、ロスを引き起こす可能性があります。定期的にログやインターフェース統計情報を確認し、エラーや再送が増えていないかをチェックしましょう。

異常が見られる場合や性能不足が疑われる場合は、機器の更新や交換を検討します。あわせて、機器の設定が適切であることを確認し、不要な機能の無効化や最新ファームウェアへの更新など、最適化も行うと効果的です。

回線品質の改善

回線品質の低下もパケットロスの原因となります。回線の断線や劣化、ノイズの混入などがある場合、データの伝送が妨げられ、パケットが失われることがあります。回線事業者の提供するツールや、ルーターの統計情報を活用し、エラーや遅延が頻発していないかを確認しましょう。

もし回線自体に問題が疑われる場合は、事業者への障害調査依頼や、上位回線・冗長回線の検討が必要になります。重要な拠点間の通信では、バックアップ回線を用意しておくことで、トラブル発生時の影響を抑えることができます。

ネットワーク設定の最適化

ネットワークの設定ミスや非最適な設定も、パケットロスを引き起こす要因となります。ファイアウォールやルーティングの設定が適切でない場合、必要なパケットが誤ってブロックされたり、間違った経路に転送されたりすることがあります。

ネットワーク管理者は、設定内容を十分に理解し、ドキュメント化とレビューを行うことが重要です。また、設定変更時には事前にテストを行い、問題がないことを確認してから本番環境に反映することが推奨されます。QoS設定を用いて、音声やビデオ会議などリアルタイム性が高いトラフィックを優先することも、体感品質の向上につながります。

ネットワークの負荷分散

ネットワークに過剰な負荷がかかると、パケットロスが発生しやすくなります。同時に大量のデータが送信されたり、不要なトラフィックが流れたりすると、ネットワークの処理能力を超え、パケットが破棄されることがあります。

ネットワークの負荷を適切に管理するために、トラフィックの監視やネットワーク設計の最適化が重要です。負荷分散技術（ロードバランサー、リンクアグリゲーションなど）を活用し、複数の機器やリンクに処理を分散させることで、過剰な負荷によるパケットロスを防ぐことができます。また、バックアップやバッチ処理など、大量のデータ転送が発生する作業は、利用者の少ない時間帯に実施する運用面での工夫も有効です。

以上の対策を適切に実施することで、パケットロスを最小限に抑え、安定したネットワーク通信を実現することができます。ただし、パケットロスの原因は単一とは限らないため、状況に応じて複数の観点から調査・対策を進めることが求められます。定期的なモニタリングと分析を行い、問題の早期発見と迅速な対処に努めることが重要です。

パケットロスの測定と監視

パケットロスを最小限に抑えるためには、「起きてから対応する」のではなく、「起きつつある兆候」を捉えるための定期的な測定と監視が不可欠です。ここでは、代表的な測定方法と、監視・診断・障害対応のポイントを解説します。

パケットロスの測定方法

パケットロスを測定する方法には、次のようなものがあります。

pingコマンドを使用して、送信したパケットと受信したパケットの数を比較する
traceroute（tracert）コマンドを使用して、パケットが通過する経路上のどの地点でロスが発生しているかを特定する
ネットワーク監視ツールを使用して、特定の区間や機器ごとにパケットロス率を継続的に計測する

これらの方法を組み合わせることで、パケットロスの発生状況を詳細に把握することができます。たとえば、pingで問題の有無を確認し、問題が見つかった場合はtracerouteで経路上のどこに原因があるのかを絞り込む、といった使い分けが有効です。定期的な測定を行い、平常時の値（ベースライン）からの逸脱を検知することが重要です。

ネットワーク監視ツールの活用

ネットワーク監視ツールを活用することで、パケットロスを含むネットワークの状態を常時監視することができます。代表的なネットワーク監視ツールには、以下のようなものがあります。

Nagios：オープンソースの監視ツールで、ネットワーク機器やサーバーの状態を監視できる
Zabbix：オープンソースの監視ツールで、ネットワークトラフィックやパフォーマンスを監視できる
SolarWinds Network Performance Monitor：商用の監視ツールで、ネットワーク全体の状態を可視化できる

これらのツールを使用することで、パケットロスの発生をリアルタイムで検知し、閾値を超えた場合にアラートを出すといった運用が可能になります。また、長期的な傾向をグラフで確認することで、「特定時間帯にだけロスが増える」「ある機器の更新後にロスが減った」など、改善効果の確認やボトルネックの特定にも役立ちます。

定期的なネットワーク診断の実施

定期的なネットワーク診断を実施することで、パケットロスの原因となり得る問題を事前に発見し、対策を講じることができます。ネットワーク診断では、以下のような点をチェックします。

ネットワーク機器の状態（CPU使用率、メモリ使用率、ポートのエラー数、温度など）
ケーブルの状態（断線、劣化、コネクタの接触不良など）
ネットワークの設定（ルーティング、ファイアウォール、QoS設定など）
トラフィックの状況（帯域幅の使用率、遅延、ジッターなど）

診断結果に基づいて、必要な対策を講じることで、パケットロスの発生を未然に防ぐことができます。ネットワーク診断は、障害が発生してから実施するのではなく、年次・半期などのサイクルで計画的に実施することが推奨されます。

パケットロス発生時の速やかな対応

パケットロスが発生した場合、速やかに原因を特定し、適切な対応を取ることが重要です。以下のような手順で対応することが推奨されます。

ユーザーからの問い合わせやアラートをもとに、パケットロスの発生を確認する
pingやtraceroute、監視ツールの結果を用いて、問題の範囲（拠点・区間・機器）を特定する
原因に応じて、適切な対策を講じる（機器の再起動・設定見直し、ケーブル交換、回線事業者への問い合わせなど）
対策の効果を確認し、必要に応じて追加の対策や設定調整を実施する
障害内容と対応内容を記録し、再発防止策や設計見直しに反映する

迅速な対応によって、パケットロスによる業務への影響を最小限に抑えることができます。また、問題の再発を防ぐために、根本原因の分析と恒久的な対策の実施が重要です。

以上のように、パケットロスの測定と監視、定期的なネットワーク診断、速やかな対応を適切に行うことで、ネットワークの安定性と品質を維持することができます。ネットワーク管理者は、これらの活動を通じて、パケットロスの影響を最小限に抑え、ビジネスの継続性を確保することが求められます。

まとめ

パケットロスは、ネットワークの安定性や通信品質に大きな影響を与える重要な要素です。本記事では、パケットロスの定義や発生メカニズム、代表的な原因と対策、測定と監視の方法について解説しました。

パケットロスを最小限に抑えるためには、ネットワーク機器の点検・更新、回線品質の改善、設定の最適化、負荷分散など、多角的なアプローチが必要です。また、定期的なモニタリングと迅速な対応により、問題の早期発見と解決を図ることが重要です。

ネットワークトラブルの背景に「パケットロス」が潜んでいるケースは少なくありません。日頃からネットワークの状態を可視化し、問題が顕在化する前に手を打てる体制を整えておくことで、ユーザー体験の向上とビジネスの継続性向上につながります。自社のネットワーク環境を見直す際のチェックポイントとして、本記事の内容をぜひご活用ください。