フィールドノート · RESPONSIVENESS
スピードテストは嘘をつく。
代わりに responsiveness を測ろう。
500 Mbps 払っているのに、通話は止まる。なぜどのスピードテストの数字も「測りたい数字」ではないのか、そしてそれを測るために Apple が macOS の中に何を入れたのかを話します。
Insights の中の Network Quality パネル。
大きい数字という嘘
どのスピードテストもメーターから始まります。針が回り、見栄えのする数字(下り 480、510、光なら 940)で止まる。その数字が物語になります。物語はほぼ常に間違っています。不誠実なのではなく、間違った問いに正確に答えているだけです。
スループットは 容量 の測定です。誰も他に何もしていないとき、管にどれだけ水が通せるか。問題は、現実のネットワークが「他に何もしていない」ことはまずないことです。家族のビデオ通話、クラウドバックアップ、Slack の同期、ソフトウェア更新、子どものアニメ、それらが同時に走っています。その場面で気になるのは合計のガロン毎分ではありません。気になるのは、自分の音声パケットが列に割り込んで時間どおりに着けるかどうかです。
その二つ目の問いが responsiveness です。20 年間、私たちはブラウザの中でこれを測る手段をほとんど持ちませんでした。今はあります。macOS の中に入っています。あなたに知らされていなかっただけです。
bufferbloat を一段落で
あなたのノート PC とインターネットの間にあるルーターやモデムには、すべてバッファ(順番待ちのパケットを入れておく少しのメモリ)があります。バッファの前のリンクが後ろのリンクより遅いとき(たとえばギガビット LAN の後ろに 40 Mbps の上りがある状況)、バッファは埋まり始めます。メーカーはバッファをばかみたいに大きくしました。パケットを落とすのはバグに見えるからです。しかし大きすぎるバッファは、1 ミリ秒早く来たほかのすべてのパケットの後ろに、あなたの Zoom の音声パケットを並ばせます。管はたっぷりのバイトを動かしています。重要なバイトが列に並んでいるだけです。負荷下で数百ミリ秒という遅延、それが bufferbloat です。スピードテストが通って通話が崩れる理由はここにあります。
RPM の登場:Round-trips Per Minute
2021 年、Apple のネットワーキングチームは平易な指標を提案しました。RPM、すなわち Round-trips Per Minute。アイデアはほとんど恥ずかしいくらい単純です。管が飽和している間(あなたが全力で上り下りしている間)、1 分間に完了できる「リクエストとレスポンス」の往復の回数を数えます。応答性のあるネットワークなら数千、bloated なネットワークなら数百台に落ちます。同じ 500-Mbps の管です。
Apple は macOS Monterey でそのためのツールを出しました。名前は networkQuality、場所は /usr/bin/networkQuality。Terminal で実行すると、こんな出力が得られます:
$ networkQuality
==== SUMMARY ====
Uplink capacity: 38.412 Mbps
Downlink capacity: 476.185 Mbps
Responsiveness: Medium (540 RPM)
Idle Latency: 18 msこの出力をよく読んでみてください。管は太く、ほぼ半ギガビット下り。応答性は medium。1 分あたり 540 往復は秒あたり約 9 回。負荷下では音声パケットの待ち時間がおよそ 111 ms、アイドル時は 18 ms。この差こそが、家に誰もいなければ通話がきれいに聞こえ、家族みんながストリーミングしていれば壊れる理由です。
High、Medium、Low の意味
Apple は RPM を読みやすい 3 つのカテゴリに分けます:
- High、2,000 RPM 以上。ネットワークは応答性があります。通話、ゲーム、共同編集などのリアルタイム作業は、ほかに何が動いていてもキビキビ感じます。
- Medium、おおむね 600–2,000 RPM。ネットワークは使えますが、負荷下でインタラクティブなアプリはもたつきます。家庭ネットワークの多くがプライムタイムにここにとどまり、苦情はここから来ます。
- Low、600 RPM 未満。バッファは満杯です。音声通話は途切れ、動画は止まり、SSH のキー入力はかたまりで届きます。バッファが空くまで、いくら帯域を足してもこれは直りません。
スピードテストにこれが見えない理由
スピードテストは問題の簡単な半分しか測りません。idle throughput(アイドル時の帯域)、たいてい短いバースト、たいてい ISP が優先扱いを覚えた経路の上で。管が軽く負荷を受けたとき何ができるかは教えてくれますが、負荷下のレイテンシという次の問いは決して立てません。Bufferbloat は定義上このテストには見えません。テスト そのもの が負荷であり、後ろに並ぶ別の交通がないからです。
消費者にとっての症状はおなじみです。ISP の技術者が来て、スピードテストを走らせる。それは通る。あなたは「接続は問題ありません」と言われる。次のビデオ通話は相変わらず止まる。技術者は嘘をついていません。測るものを間違えただけです。
RPM テストを実際にやると
Apple の networkQuality は優雅で容赦がありません。CDN エンドポイントに対して並列の接続を複数開き、両方向で飽和させ、その飽和の 最中 に小さな HTTP/2 のリクエストとレスポンスのペアがどれだけ早く完了するかを計測します。これが RPM 値です。容量の値はその副産物として出てくるので、ツールは 1 回の実行で 3 つの数字をすべて返します。
テストは約 15 秒。回線をたたきに行くので、通話中には実行しないでください。テストはまた、ISP が見せたくないようなものも露呈します。隣家と干渉している Wi-Fi チャネル、キューの深さを倍にするファームウェアバグを抱えたルーター、往復ごとに 200 ms のレイテンシを足す VPN。多くの場合、弱いリンクは ISP ではなく、あなたの家の中にあると気づきます。
RPM が Low のときどうするか
万能薬はありませんが、チェックリストは有限です:
- まずは有線で。Mac に Ethernet ケーブルをつないで
networkQualityをもう一度走らせてください。RPM が High に跳ねるなら、問題は Wi-Fi(混雑、チャネル重複、距離)であって ISP ではありません。 - Smart Queue Management を有効に。SQM、CAKE、fq_codel に対応するルーターは bufferbloat を劇的に平らにします。fq_codel を有効にした $100 のルーターは、それなしの $600 のルーターを打ち負かします。
- 上り帯域に上限を。SQM が使えないなら、Mac の上りを測定済み上り容量の約 90% に絞ります。これだけで、自分の上りがバッファを埋めて自分の下りの ACK を飢えさせるのを防げます。
- ISP のモデム/ルーター複合機を交換する。多くの ISP 支給機はスループットベンチマーク向けに、応答性向けにではなく設定されています。ISP 機器をブリッジモードにして自分のルーターを前段に置く、これが多くの人にとって一発で最大の RPM 改善です。
消えない 3 つの神話
「帯域を増やせば直る」。ときどきは、たいていは違います。上りが 1 つのバックアップで飽和しているなら、上り 40 から 100 Mbps への増強は効きます。でも本当の犯人がバッファなら、同じ天井に倍速で当たり、症状は戻ってきます。直すべきは列を空にすることであって、列の前の管を太くすることではありません。
「ping が 12 ms だから自分は大丈夫」。Ping はアイドルレイテンシを測ります。何も邪魔がないときに 1 つのパケットがどれだけかかるか。Bufferbloat は負荷下でしか姿を現しません。bloated なリンクの 12 ms のアイドル ping は、負荷下で平気で 350 ms に化けます。一方の端末で ping、もう一方で大きい upload を走らせれば、リアルタイムで起きるのが見えます。
「ISP はもう最適化済みだ」。している事業者もいます。していない事業者もたくさんいます。技術的には難しくありません。が、商業的なインセンティブは反対方向を指します。スピードテスト向けにチューニングされたネットワークは、スループットの数字で買う市場で勝ちます。Responsiveness はマーケティングページにはまず出てきません。
WiFi & IP Info の位置づけ
私たちは networkQuality エンジンをメニューバーから 1 クリックの場所に置きました。Pro の Network Quality パネルは同じ Apple のテストを実行し、上り/下り容量を表に出し、RPM のバケットとベース RTT を報告し、そして肝心なことに履歴を残します。1 週間、1 時間ごとに「もう一度実行」を押せば、パターンが見えてきます。週末の朝は High、夕食時は Medium、子どもたちが学校から帰ってくると Low。このグラフこそが ISP に実際に動いてもらうものです。再現性 こそが、苦情をチケットに変えるからです。
これをアプリの Latency History のグラフと Connection Log と組み合わせれば、30 秒で書ける次のようなチケットを送れます。「現地時間 18:00 から 21:00 の間で RPM が 2,400 から 410 に低下、自社ゲートウェイへの中央値 RTT は 3 倍に。CSV 添付」。これは「うちのネットが遅い」とはまったく違う会話です。
短いまとめ
あなたのスピードテストが測っているのは容量です。容量は本物で、ときにはそれが問題です。多くの場合の問題は responsiveness、すなわち管が忙しい間にあなたのトラフィックが速やかに出入りできるかどうか。RPM はそれを測る指標です。Apple は一級品のツールでそれを測れるようにしました。私たちはそのツールをあなたのメニューバーに置き、履歴を保ちます。
このページから 1 文だけ覚えて帰るなら、これにしてください。帯域は道の幅、responsiveness は信号で待つ時間。両方とも大事です。スピードテストのページにはそのうち片方しかありません。