IIJmio meeting 6 IIJmioの通信品質について

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株式会社インターネットイニシアティブ

大内宗徳

IIJmio mtg #6

IIJmioの通信品質について

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はじめに

• IIJmio meeting #3でも通信品質の話をしました • てくろぐ: スマホの通話サービス・IIJmioのこだわり・スピードテスト http://techlog.iij.ad.jp/archives/1059 • この時は、クーポンOFF時のバースト通信について

• 多くのユーザはクーポンON状態なので実はあまり関係ない…

• 今回は、IIJmioサービスの通信品質全般に関する話 • そもそも、通信品質とは？ • IIJの通信品質を維持するための取り組み

• モバイルインフラの話 • 皆さん大好き、通信品質測定の話も!

• MNOとMVNOの品質の差がわかるはず！

http://techlog.iij.ad.jp/archives/1059

http://techlog.iij.ad.jp/archives/1059

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そもそも通信品質とは？

• (通信品質がよい) = (speedtestでいい結果) なのか？ => 必ずしもそうではない！

• 「通信サービスの品質」はおおまかに２通りに分類 1. 可用性

• サービスが利用可能な状態にあるか？ • 障害発生時に迅速に復旧が可能か？

2. 通信品質 • インターネット接続状態での通信品質

• 通信速度/遅延/パケットロス => speedtest等でわかるもの

• 安定した通信品質が提供できているか

• 通信サービスの品質を維持するための取り組みを紹介

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1. 可用性を維持するための取り組み

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1-1 サービスが利用可能な状態を維持するため • MNOとの相互接続の冗長化 • インターネットへ接続の冗長化 • モバイル設備の冗長化

1-2 障害発生時に迅速に復旧するため

• 設備監視による障害および異常状態の早期検出 • IIJのネットワークインフラを支えるエンジニアが対応

1-3 その他可用性を維持するため

• 設備が安定動作するか事前確認 • 障害発生時の調査、再現試験、障害回避対応


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MNOとの相互接続の冗長化

• MNOのネットワークと相互接続を冗長化しています • MNO<->IIJ間の専用線の片方で障害が発生大丈夫！

MNO (NTTドコモ)

IIJ インターネット・・

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MNOとの相互接続の冗長化

• MNOのネットワークと相互接続を冗長化しています • MNO<->IIJ間の専用線の片方で障害が発生大丈夫！

MNO (NTTドコモ)


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インターネット接続の冗長化

MNO (NTTドコモ)


• 国内/海外へ張り巡らされた冗長化されたバックボーンネットワーク

• 主要なISP/コンテンツプロバイダーと広帯域で相互接続を行い冗長化

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MNO (NTTドコモ)


• 国内/海外へ張り巡らされた冗長化されたバックボーンネットワーク

• 主要なISP/コンテンツプロバイダーと広帯域で相互接続を行い冗長化

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• IIJ バックボーンネットワーク http://www.iij.ad.jp/company/network/backbone/

• IIJ 100G バックボーン http://www.iij.ad.jp/company/development/tech/techweek/pdf/141127_2.pdf

http://www.iij.ad.jp/company/network/backbone/




http://www.iij.ad.jp/company/development/tech/techweek/pdf/141127_2.pdf


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モバイル設備の冗長化

• モバイル設備を複数台で冗長化して、ユーザが接続できる環境を維持

インターネット・・

PGW GGSN

認証サーバ

PCRF

OCS

・・

MNO

・・

・・

・・

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モバイル設備の冗長化

• モバイル設備を複数台で冗長化して、ユーザが接続できる環境を維持


PGW GGSN

認証サーバ

PCRF

OCS

・・

MNO

・・

・・

・・

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1-3その他可用性を維持するため



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設備監視による障害および異常状態の早期検出


PGW GGSN

認証サーバ

PCRF

OCS

・・

MNO

・・

・・

・・

• 各機器に対する稼働確認や各種ログ監視を実施 • 早期に障害の発生を検出！ • MNO側での問題など、IIJ側の監視では分からない、ユーザの生の声を拾うため、ｔwitter/2chも参考に

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IIJのネットワークインフラを支えるエンジニアが対応

• 異常検出時の障害対応 • IIJのモバイル設備の開発/設計/構築/テスト/運用を担当するエンジニアチームが直接対応

• 障害箇所の特定とサービス復旧を迅速に実施！

異常検出復旧

エンジニアチームが対応

ハード故障の場合は機器交換

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1-3 その他可用性を維持するため



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設備が安定動作するか事前確認

• 可用性を上げるためには事前確認は必須 • 新規設備の導入、新規サービス導入時の機器のfirmwareの更新が必要な場合等で

• IIJのエンジニアチーム自身で動作に問題がないかを確認 • 問題があれば、回避策やfirmwareの改修を検討

(例) PGW/GGSNのテストは、MNO(ユーザ)やインターネットをシミュレートするテスターを利用して実施

PGW/GGSN

MNO インターネット

IIJエンジニアチームがテスト

シミュレーターシミュレーター

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障害発生時の調査、再現試験、障害回避対応

• 次の障害を防いだり、障害発生を早期に検出、断時間を極力短くし、可用性をあげるために重要 • IIJでは起きたことを分析して、必ず次へ生かしています!

• サービス復旧させた後に下記を実施 • 障害時の状況について調査

• 機器が生成するログ等を頼りに自社で実施

• 必要に応じて、テスト環境で再現試験の実施 • 設備側の問題なのか切り分けのため、自社で実施

• 原因判明したら対応を検討 • 設備firmwareの改修対応 • 運用、監視方法の変更 • 問題が発生しないように設備側の設定変更

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2. 通信品質を維持するための取り組み

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2-1 快適な通信品質維持するために

• モバイルに特化したネットワーク設計

• 適切な相互接続帯域の確保 • モバイル設備増強の計画立案、実施

2-2 安定した通信品質が提供できているかの確認

• 通信品質測定システムによる監視 • 通信品質測定システム実装 • 通信品質測定システムによる結果


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モバイルに特化したネットワーク設計

MNO (NTTドコモ)


相互接続

• MVNOサービスのキモは、適切な相互接続帯域にいかに多数のユーザを収容できるかが重要 • NTTドコモの場合: 10Mbps–約123万円/月(2015/01/13現在) • ベストエフォートで多数のユーザを詰め込むと？

-> 安かろう、悪かろうなサービスに! • 通信品質を維持するためには、適切なサービスプランとネットワーク設計が重要

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モバイルに特化したネットワーク設計

• IIJでは下記の点を考慮してサービス設計 • クーポン制。制限なし通信の上限を設ける • クーポンOFF時はバースト通信の許容

(参考) IIJmio meeting for IIJ Technical WEEK 2014 http://www.iij.ad.jp/company/development/tech/techweek/pdf/141127_3.pdf

• 相互接続での輻輳時のユーザ通信の最適化 • 適切な相互接続帯域の確保

-> この内容に関して更に詳細に解説




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適切な相互接続帯域の確保

• 社内のワーキンググループで検討 • 毎週、必要となる帯域予測と増速計画立案、実施を検討

• 帯域の増速は必要なタイミングで随時実施 • 2014年は毎月１回以上、接続帯域の増速を実施した • 帯域増速の頻度だけでなく、適切な帯域も確保することが重要

• IIJで必要な帯域確保は下記の点を考慮 • 短期的に必要な帯域予測

=> (平均ユーザトラフィック) x (獲得予定ユーザ数) • 昼、夜のピークトラフィックをどこまで救済するか • 会社としての設備投資への予算計画 • その他（新規サービス、サービススペック上げるとか）

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適切な相互接続帯域の確保

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モバイル設備増強の計画立案、実施


PGW GGSN

認証サーバ

PCRF

OCS

・・

MNO

・・

・・

・・

• 可用性や通信品質の低下を防ぐ • 設備の処理能力を超えてユーザを収容するとサービスが不安定になり問題が発生するため

• IIJのモバイルエンジニアチームが検討 • ユーザ増加での既存設備の処理能力の不足時期を予測 • 事業計画/ユーザ数の伸び/設備の処理能力を考慮

• 設備増強の対応 • 短期的な増強 -> 同等の設備追加 • 中長期的な観点での増強

• 数年間は耐えられる処理能力が高いものに置き換え

• 早めの検討が重要 • 設備の選定、調達、試験等を考えると最低でも１年ぐらい前に決めないと間に合わない

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2-1 快適な通信品質維持するために

• モバイルに特化したネットワーク設計

• 必要となる帯域予測と増速計画立案、実施

• モバイル設備増強の計画立案、実施

2-2 安定した通信品質が提供できているかの確認

• 通信品質測定システムによる監視 • 通信品質測定システム実装 • 通信品質測定システムによる結果


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通信品質測定システムによる監視

MNO (NTTドコモ)


• 設計通りの安定した品質が提供できているか確認 • IIJネットワーク内の監視サーバとPC(3G/LTE モデム)間で、通信品質を常時測定

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通信品質測定システム実装

•Smokeping + 測定用の独自開発プローブを利用

• Smokeping とは？ • 監視対象からの’’応答時間’’を測定

• Smokepingサーバ側がターゲットに向かってパケット投げる

• Probe(モジュール)によって監視項目を変更可能(ping/ftp/http…)

•測定用の独自開発プローブ • HTTPでデータのdownload速度を計測(Mbps単位)

• 特徴

• NAT超えに対応

• 回線速度が動的に変化する環境に対応

• 測定帯域の上限を設定する機能あり

• 利用端末

• PC+USBモデム(いろいろ)

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通信品質測定システム実装

• 測定項目

• HTTPデータdownloadによる速度を測定

• 10分毎に 1.5Mbps を上限に３回の帯域測定 • 対象によっては、30分、1時間毎の場合も

• 注意

• Speedtest等のような最大速度の計測はしてません

• 安定した通信品質が提供できているか確認するのが目的のため

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通信品質測定システムによる結果

結果を見て頂く前の注意事項！ • 本システムを利用しての測定時点での結果です

• 端末、測定手法(アプリ)、時間、場所、環境によって通信品質の測定結果は変動します

• あくまで参考までに！

最終的には、実際に各自利用してみて、自分の目で確認して下さい • 大内のだしている結果は自社に有利な結果のみだしているのだと、疑いの目で見るぐらいの慎重さで資料をみてください

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• 測定期間

– 2015/01/06 00:00 -> 2015/01/09 00:00 (72時間)

• 測定場所

– IIJ 飯田橋本社

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• IIJmioの通信品質について説明しました

• では、他社を含めたMVNOの通信品質はどうなっているのか？

– IIJmioの通信品質は、良いのか？悪いのか？

– 様々なMVNOで調べてみました！

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3. MVNOの通信品質について

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MVNOの通信品質について

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• 他社を含めたMVNOの通信品質まとめ

– お昼時間(12:00-13:00)と夜間帯(18:00-24:00)の品質が低下する傾向にある

• その程度は各社のサービスプラン、インフラ設備、相互接続帯域確保状況によって異なっているようにみえる

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（参考）なぜ急激な品質低下がおこるのか？ – 通信に広く使われているTCPプロトコルはパケットロスに非常に敏感

– 数%のパケットロス(100パケット中数個)でスループットが急激に低下する（下図)

Port0:サーバ Port1:クライアント

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（再度注意）

• 各社とも設備および相互接続帯域の増強は常に検討、および、実施しているはずです

• 測定時点の結果より、改善している可能性はありますので、この結果をそのまま鵜呑みにしないでください

• 最終的には自分の目で確認して、MVNOのサービスの品質に納得して、ご利用をお願いします

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まとめ

• IIJmioのサービスでサービスの品質を維持するための取り組みを紹介しました

• また、実際の測定結果を元にMVNOのサービスの通信品質とはどのようなものか解説しました

• 最後に、IIJmioサービスで快適なモバイルライフをご利用頂けるよう、モバイルインフラの強化、通信品質の維持にむけて継続して取り組んでいきます。

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