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ネットワークの可観測性

ネットワーク監視システム

ネットワーク監視は、社内インフラの枠を超えて拡大しています。BGPからCDNまで、最新のインターネットスタックが監視対象とその理由をどのように変えているのかを探ります。

9〜13分
デントン千倉

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    監視が社内インフラに限定されている場合、ユーザーが依存するインターネット経路の可視性が失われます。

    • 従来のNMSツールは、SNMP、NetFlow、ICMPなどのプロトコルを使用して内部のルーター、スイッチ、サーバーをカバーしますが、制御対象のネットワークの範囲外までは監視できません。

    • ISP、BGP、DNS、CDN、APIなどを含む現代のインターネットスタックは、ユーザーエクスペリエンスに直接影響を与え、従来の監視の範囲外にある障害点を生み出します。

    • 合成監視、リアルユーザー監視、BGPチェック、およびAPI可視性は、ユーザーのデバイスからアプリケーションまでのエンドツーエンドの可視性を提供することで、これらのギャップを埋めます。

    • インターネット層の監視システムに盲点がないか評価し、内部インフラストラクチャとインターネット経路全体の両方をカバーするプラットフォームの導入を検討してください。

    ネットワーク監視システム（NMS）は、ネットワーク管理者がネットワークを監視するのに役立つように設計されています。しかし、「ネットワーク」という概念は、この用語が使われ始めて以来、進化を遂げてきました。

    従来、ネットワークインフラストラクチャとは、データセンターやパブリッククラウドに設置されたルーター、スイッチ、ファイアウォール、サーバーなど、組織が管理するネットワークインフラストラクチャを指す言葉として使われていました。近年では、インターネットサービスプロバイダのネットワークやサードパーティサービスなど、エンドユーザーの利用体験に影響を与える可能性のあるあらゆるものを含め、組織の直接的な管理下にないネットワークサービスにもその範囲が拡大しています。

    本稿では、従来のネットワーク監視システムについて、その構成要素や一般的に測定される指標を含めて解説する。さらに、最新のインターネットスタックやネットワークエクスペリエンス監視など、ネットワーク監視における近年の進歩についても考察する。

    主要なネットワーク監視機能の概要

    ネットワーク監視システムの種類機能領域
    従来のネットワーク監視システムルーター、スイッチ、ファイアウォール、サーバーなど、組織が管理するネットワークリソースを監視します。
    現代のインターネットスタックユーザーからアプリケーションまでのエンドツーエンドのトランザクションパス。ISP、BGP、DNS、CDN、APIなどが含まれる。
    ネットワークエクスペリエンスモニタリング監視対象をインターネットスタックのコンポーネントにまで拡張します。これには、Traceroute、BGPチェック、CDN監視、API監視などが含まれます。

    従来のネットワーク監視システム

    ネットワークエンジニアや管理者が「ネットワーク監視」と聞いてまず思い浮かべるのは、ルーター、スイッチ、ファイアウォール、サーバーなど、所有・管理するインフラストラクチャを継続的に監視するためのツールです。これらのツールは、ping、SNMP（Simple Network Management Protocol）、NetFlowなどを用いて監視します。これらのツールは、オンプレミス環境またはクラウド上でホストできます。提供されるメトリクスには、以下のようなものがあります。

    • 可用性監視「デバイスはオンラインですか？」、インターフェースのアップ/ダウン
    • ヘルスモニタリングCPUとメモリの使用率、温度、ファンの状態
    • パフォーマンス監視遅延、パケット損失、ジッター、スループット
    • 交通監視帯域幅の使用状況、トラフィックパターンと異常、上位トラフィック発信者
    • アプリケーションの監視「プロセスは実行中ですか？」、サービス依存関係

    こうしたツールの一般的な構成には、デバイスを管理・監視するためのインターフェース、管理対象デバイスから関連データを取得する方法、そして何らかのアラート機能が含まれる。

    管理インターフェース

    ネットワーク監視システムには通常、デバイスを管理するためのインターフェースが含まれています。これは、コマンドラインインターフェース（CLI）またはグラフィカルユーザーインターフェース（GUI）として提供されます。これらのインターフェースを使用すると、次のことが可能になります。

    • 管理対象となる新しいデバイスまたはデバイスグループを追加します。通常はIPアドレスまたはホスト名を使用します。
    • 次のセクションで定義する、これらのデバイスのデータ収集方法を指定してください。
    • 必要に応じて、管理対象のデバイスを監視する。

    監視機能を提供するツールは、同じ管理システム内に統合されているものもあれば、外部ツールやサードパーティ製ツールに依存するものもあります。監視機能は、監視対象機器とその状態を単純に視覚化するだけのものから、履歴データの表示やアラームの表示といったより複雑な機能まで多岐にわたります。

    データ収集

    ネットワーク監視システムは、さまざまな方法を用いてデバイスからデータを収集する。

    ピン

    これは、インターネット制御メッセージプロトコル（ICMP）を使用して可用性を監視するシンプルなユーティリティです。応答時間やパケット損失などのパフォーマンス監視も可能です。pingに関して注意すべき点は、一部のファイアウォールはデフォルトでICMPをブロックするため、pingが失敗する可能性があることです。したがって、そのようなネットワークでは、ドメイン内でpingを許可する追加の手順が必要になります。

    SNMP

    シンプルネットワーク管理プロトコル（SNMP）は、ネットワーク機器の監視と管理のための標準化されたプロトコルです。SNMPはマネージャ・エージェントモデルを採用しており、SNMPマネージャは機器上のエージェントにポーリングを行い、管理情報ベース（MIB）変数と呼ばれる特定のパラメータを取得または設定します。

    例えば、CPU使用率を表すMIB変数と、ディスク使用率を表すMIB変数を用意することができます。エージェントは、トラップやインフォーム要求の形式でマネージャーにメッセージを送信することもできます。

    Flow

    NetFlow、sFlow、IPFIXなどのネットワークフロー技術は、トラフィックの監視と分析に特に役立ちます。これらの技術は、送信元アドレスと宛先アドレス、トラフィック量の多い通信主体、トラフィックパターンなど、ネットワークトラフィックに関する有用な統計情報を収集します。また、トラフィック分析（帯域幅の使用状況など）や異常検知にも利用できます。

    ログ

    ネットワーク機器は、スイッチインターフェースのダウンなど、特定のイベントが発生した際にログメッセージを生成します。これらのログは、処理（および保存）のためにネットワーク監視システムに送信できます。ログは構造化されていないため扱いが難しいですが、syslogなどのプロトコルが役立ちます。

    カスタムチェック

    特定の指標をチェックするスクリプトを作成できます。これは通常、ネットワーク監視システムにその機能が標準で備わっていない場合や、情報の表示方法を変更する必要がある場合に行われます。これらのチェックは、Pythonなどの一般的なプログラミング言語を使用して記述することも、SSHやTelnetなどの標準的な管理プロトコルを利用することもできます。これらのチェックは、アプリケーションやサービスの監視に特に役立ちます。

    仲介業者

    既に述べたデータ収集方法は、業界標準のプロトコルを使用しており、これらのプロトコルはほとんどのネットワーク機器のソフトウェアに実装されています。そのため、これらは「エージェントレス」監視と呼ぶことができます。ただし、特定の監視機能を有効にするには、機器にエージェントソフトウェアをインストールする必要がある場合もあります。

    警告と通知

    監視の目的の一つは、何かが起こった時にそれを把握し、適切な対応を選択できるようにすることです。そのため、ネットワーク監視システムには通常、管理対象デバイスで発生した重要なイベントに関するアラートを設定する仕組みが備わっています。

    アラートは、色分けされたシンボルやリスト（例：ルーターのダウンを示す赤いアイコン）、ダッシュボード上の点滅メッセージ、SMS、Slack、メールなどのチャネルを介して送信される通知など、さまざまな形式で表示されます。

    ネットワーク監視システムの中には、警告を発するだけでなく、実際にアクションを起こすものもあります。例えば、Linuxプロセスが停止した際に再起動するようにシステムを設定することができます。

    現代のインターネットスタック

    現代のインターネット技術は、従来のネットワーク監視システムにとって大きな課題となっています。内部ツールが問題がないと報告した場合でも、ユーザーとアプリケーション間の複数のインターネット接続経路は監視対象外となり、これらの経路がユーザーエクスペリエンスに直接影響を与えるからです。

    これらのホップとパスは組織の制御下にはありませんが、ユーザーエクスペリエンスに直接影響を与えます。このことから、以下のコンポーネントを含むインターネットスタックという概念が生まれました。

    ISPとBGP

    インターネットサービスプロバイダ（ISP）は、組織のネットワークがグローバルインターネットに接続するためのゲートウェイです。 ボーダーゲートウェイプロトコル BGP（Batch Group Protocol）はインターネットのルーティングプロトコルです。ISP間の通信を可能にし、場合によっては組織のネットワークとISP間のピアリングも実現します。このレベルでは、ボトルネック、障害、最適ではないルーティング、さらには上位プロバイダとのBGPルートの喪失など、さまざまな問題が発生する可能性があります。

    ある事例では、組織のAWSへのVPN接続が頻繁かつランダムに切断されるという問題が発生しました。一方、AWS以外の宛先へのトンネルは正常に動作していました。調査の結果、問題のISPを経由するインターネット経路でトラフィックがドロップしたり、BGPルートが失われたりしていることが原因だと判明しました。そこで、トンネルを別のISPを使用するデバイスに移行したところ、接続は安定しました。

    DNS

    その ドメインネームシステム DNS（DNS）は、ユーザーがネットワークリソースのURLまたは完全修飾ドメイン名（FQDN）を入力した際に、そのIPアドレスを解決するためにバックグラウンドで動作します。DNSインフラストラクチャは、常に利用可能で、迅速に応答し、正確な結果を提供する必要があります。DNSレコードは真正でなければならず、変更は迅速に反映されなければなりません。さらに、DNSフラッド攻撃やDNSキャッシュポイズニングなどのセキュリティ攻撃は、DNSにとって一般的な課題となっています。

    例えば、2025年10月20日には、Ring、Zoom、Robloxなどの多くのインターネットサービスが、これらのサービスが依存しているAWS APIエンドポイントのDNS解決の問題により、数時間にわたって深刻な影響を受けた。

    CDN

    コンテンツ配信ネットワーク（CDN）は、ウェブコンテンツをユーザーに近い場所に保存（キャッシュ）し、配信することを可能にすることで、レイテンシを低減し、ユーザーエクスペリエンスを向上させます。しかし、設定ミス、キャッシュの問題、ネットワーク障害などは、CDNが直面する課題の一部です。

    API

    多くのモバイルアプリケーションやウェブアプリケーションは、機能するために内部およびサードパーティのアプリケーションプログラミングインターフェース（API）に依存しています。決済ゲートウェイ、「Xでログイン」、GoogleマップAPIなどは、API利用の実例です。APIの可用性以外にも、応答時間、スループット、データ精度などがユーザーエクスペリエンスに影響を与える要因となります。

    ネットワーク全体のエクスペリエンスを監視するシステム

    従来のネットワーク監視だけでは不十分であり、ネットワーク全体の状況を監視するツールで補完する必要があります。以下に、そのようなツールに求められる機能の一部を示します。

    総合モニタリング

    これらのツールは、グローバルに分散配置されたエージェントから、シミュレーションされたユーザーフロー（合成監視）、HTTPS/ICMP/DNSテスト、およびtracerouteを使用して、ユーザーの視点からネットワークの到達可能性とパフォーマンスを監視します。

    これにより、トレンドやベンチマーク全体にわたるデータの視覚化と分析が可能になり、組織はユーザーが問題を提起する前に問題を特定できるようになります。

    Traceroute例えば、送信元と宛先間のネットワークパスを「追跡」し、ルーティングの可視性を高め、最適ではないパスを特定するのに役立ちます。IPv4とIPv6の両方をサポートしています。

    以下はtracerouteを実行した際の出力例で、目的地に到達するまでに経由したホップと、それらのホップに到達するまでにかかった時間を示しています。

    Microsoft Windows [Version 10.0.19043.1288]
(c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
C:\Users\Michael>tracert catchpoint.com
Tracing route to catchpoint.com [64.79.149.76]
Over a maximum of 30 hops:
1	2ms	1ms	1ms 10.0.0.1
2 	10ms	10ms	10ms 96.120.40.245
3	10ms	11ms	12ms	96.110.175.85
4	10ms	16ms	10ms 	162.151.63.57
5	19ms	16ms	20ms	96.108.21.57
6	15ms	19ms	14ms	96.216.134.10
7         	19ms 	22ms 	21ms 	be-32121-cs02.350ecermak.il.ibone.comcast.net [96.110.42.181]
8         	22ms 	34ms 	22ms 	be-2204-pe04.350ecermak.il.ibone.comcast.net [96.110.37.38]
9         	22ms 	20ms 	20ms 	50.208.234.106
10       	51ms 	50ms 	49ms 	ae18-0.cr02.dlls02-tx.us.windstream.net [40.128.10.135]
11       	73ms 	72ms 	72ms 	ae4-0.agr03.phnd01-az.us.windstream.net [169.130.193.231]
12       	84ms 	73ms 	75ms 	ae1-0.pe05.phnd01-az.us.windstream.net [169.130.169.31]
13       	85ms 	84ms 	85ms 	h241.23.132.40.static.ip.windstream.net [40.132.23.241]
14       	*         	82ms 	78ms 	be181.las-n10s1-core1.switch.com [66.209.64.121]
15       	79ms 	77ms 	80ms 	bell011.las-agg7s5-1.switch.com [66.209.72.26]
16       	79ms 	77ms 	79ms 	64.79.139.18
17       	77ms 	77ms 	87ms 	64.19.149.76
Trace complete

    BGP監視

    これらの監視ツールは、BGPルートの漏洩、障害、および設定エラーを検出する必要があります。これは通常、ピアリングセッション、プレフィックスの更新、ASパスの変更などのBGPデータを収集および分析することによって行われます。このデータは、組織のエッジルーターと直接（受動的に）ピアリングするか、パブリックBGPルートコレクターとピアリングすることによって収集できます。

    リアルユーザーモニタリング

    実行する 実際のユーザー監視 （RUM）は、ページ読み込み時間、DNSレイテンシ、CDN応答時間などの指標を分析します。これは、合成監視のようにシミュレーションされたユーザーパスに依存するのではなく、実際のユーザーのデバイスからデータを取得して分析するため、合成監視を補完するものです。

    組織は通常、アプリケーションやウェブサイトにJavaScriptコードを追加することでRUM（リアルユーザーモニタリング）を実装します。このコードは、ユーザーがアクセスした際にデータを収集します。そして、ツールはこのデータを分析し、ユーザーの操作（閲覧したページ、ナビゲーションなど）、バグ、パフォーマンスの問題などを特定します。これらの情報は、アプリケーションやウェブサイトの改善に役立てられます。

    ある特定のRUM（リアルユーザーモニタリング）のユースケースでは、ある組織が、UAE（アラブ首長国連邦）のユーザーに対してウェブサイトのページ読み込み時間が著しく遅いことに気づきました。これは、RUMツールがユーザーの所在地、OS、ウェブブラウザの種類などのデータを収集していたため、特定できたのです。

    その情報を基に、組織は合成監視ツールを使用して、インターネット経路のどの地点がアクセス速度の低下の原因となっているかを特定した。

    LogicMonitorのRUMソリューションの以下のスクリーンショットは、アプリケーションにアクセスしたユーザーの直帰率、ページビュー数、コンバージョン数を、ユーザーの所在地である都市ごとにグループ化して表示したものです。

    API モニタリング

    このような監視ツールは、APIのパフォーマンスを分析・理解するために、APIの可観測性をサポートする必要があります。これは、以下のデータからデータを収集することで実現されます。

    • APIエンドポイントの稼働時間、応答時間、エラー率などの指標
    • ログは、イベントやエラーの記録を提供するので、デバッグに非常に役立ちます。
    • APIリクエストの経路を完全に把握できるトレース

    効果的なツールは、合成監視と実ユーザー監視の両方を使用してAPI監視を提供し、そのデータを堅牢なダッシュボードに表示します。

    関係性と指標を組み合わせたAPI監視ダッシュボード 

    エンドポイントの監視

    最後に、このようなツールは、ネットワーク経路上のデバイスだけでなく、組織のリソースにアクセスするために使用されているデバイスまで監視できる必要があります。例えば、Wi-Fi接続が不安定だったり、CPUの処理能力が低かったりするユーザーは、「アクセスが遅い」と不満を漏らしますが、実際には問題はエンドポイント側にあるのです。

    エンドポイント監視 通常、エンドポイント監視では、システムパフォーマンス（CPUとRAMの使用率）、アプリケーションとプロセス（Microsoft Teamsなど）、ネットワークアクティビティといった指標を監視するために、デバイスにエージェントをインストールする必要があります。エージェントのインストールが必要となるため、エンドポイント監視は、オフィス、自宅、公共スペースなど、より多様な場所で働くようになった組織の従業員にとって特に有用です。

    監視対象エンドポイントからのデータを示す、典型的なデジタルエクスペリエンススコアレポート（出典：LogicMonitor）

    結論

    このガイドでは、従来のネットワーク監視システムが組織の内部インフラストラクチャを監視するのにどのように役立つかを見てきました。これらのツールは、CDN、DNS、APIなど、組織が制御できないネットワーク領域を考慮していないため、それだけでは不十分です。そのため、従来のネットワーク監視システムは、ネットワーク全体を監視するプラットフォームによって補完される必要があります。 インターネットスタック.

    ユーザーがネットワークパスの問題に気づく前に、その問題を発見しましょう。

    LogicMonitor SyntheticsとInternet Performance Monitoringは、重要なネットワークパスを継続的に可視化し、traceroute、BGPモニタリング、トランザクションレベルの測定を1つのプラットフォームに統合します。問題が発生した際に推測に頼るのではなく、証拠に基づいて診断を開始しましょう。

    よくあるご質問

    従来のネットワーク監視とインターネットスタック監視の違いは何ですか？

    従来のネットワーク監視は、SNMPやNetFlowなどのプロトコルを使用して、ルーター、スイッチ、ファイアウォール、サーバーなど、所有および管理するデバイスに焦点を当てています。インターネットスタック監視は、ISP、BGPルーティング、DNS、CDN、サードパーティAPIなど、エンドユーザーエクスペリエンスに直接影響を与える、管理外のコンポーネントにも可視性を拡大します。

    なぜSNMP監視だけでは現代のネットワークには不十分なのでしょうか？

    SNMPは内部インフラストラクチャの健全性やパフォーマンスに関するデータを提供しますが、ユーザーとアプリケーション間のインターネット経路を監視することはできません。BGPルーティング、DNS解決、CDNキャッシング、サードパーティAPIに関する問題は、ユーザーエクスペリエンスに直接影響を与えるにもかかわらず、SNMPデータには表示されません。

    合成監視とリアルユーザー監視はどのように連携して機能するのでしょうか？

    合成監視は、グローバルに分散されたエージェントからユーザーフローをシミュレートし、実際のユーザーが問題に遭遇する前に問題を事前に検出します。リアルユーザー監視（RUM）は、実際のユーザーセッションからパフォーマンスデータを収集します。これら2つを組み合わせることで、ネットワークとアプリケーションのパフォーマンスを事前に検出するとともに、実環境で検証することが可能になります。

    BGPモニタリングとは何ですか？また、なぜ重要なのでしょうか？

    BGP（Border Gateway Protocol）は、インターネット上のトラフィックをルーティングするプロトコルです。BGP監視は、ピアリングセッション、プレフィックスの更新、ASパスの変更を分析することで、ルートリーク、障害、設定エラーを検出します。BGP監視がない場合、ルーティングの最適化不足やルートのドロップといった問題が発生しても、社内監視ツールからのアラートが一切ないため、ユーザーエクスペリエンスが低下する可能性があります。

    デントン千倉著

    テクニカルライター

    デントン・チクラは、テクニカルライターであり、長年にわたりオブザーバビリティを推進してきた人物です。彼は、サイト信頼性エンジニアやエンジニアリングチームがインターネットの回復力を強化するツールや機能を発見できるよう支援することに注力しています。監視、パフォーマンス、インフラストラクチャの交差点で活動し、複雑なシステムをより理解しやすく使いやすいものにすることで、高度な技術的詳細と実際の運用とのギャップを埋めています。彼の目標は、チームがより迅速に構築し、問題を早期に発見し、よりスマートに復旧できるよう支援し、最終的にはインターネットをすべての人にとってより良く、より信頼性の高い場所にすることです。

    免責事項: このブログで述べられている見解は著者の見解であり、LogicMonitor またはその関連会社の見解を必ずしも反映するものではありません。

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