技術Tips

ロードテスト - 負荷試験とは

通信における負荷試験は、通信システムやネットワーク機器が、想定される負荷に耐えられるかどうかを検証するテストです。多くのユーザーが同時に利用するシステムにおいて、安定したサービスを提供するために不可欠です。

目的

性能評価
大量のトラフィックや同時接続が発生した場合の性能を評価します。
応答時間、スループット、処理能力などを測定し、性能要件を満たしているか確認します。
ボトルネックの特定
負荷をかけることで、ボトルネックとなる箇所を特定し、改善策を検討します。
ボトルネックを解消することで、システムの性能向上や安定性向上を図ります。
安定性の確認
負荷がかかった状態でも、安定して動作するかどうかを確認します。
長時間負荷をかけることで、システムの耐久性や信頼性を評価します。
障害発生時の挙動確認
想定以上の負荷がかかった場合の動作や、障害発生時の挙動を確認します。
障害発生時のシステムの回復力や冗長性を評価します。

種類

負荷試験は、ネットワークの性能を評価するために行われるテストであり、その目的や対象に応じていくつかの種類があります。

呼処理テスト:

発信、着信、基地局（セル）の移動を大量に発生させ負荷をかけるテストです。同時接続数や正常に完了しなかった呼処理がどのくらいあるか測定します。

スループットテスト:

大量のパケットをネットワークに送信し、ネットワーク機器の処理能力（スループット）を測定するテストです。パケットサイズや送信レートを変化させ、機器の最大処理能力や遅延時間を測定します。

アプリケーションテスト:

特定のアプリケーションやサービス（例：Webブラウジング、ビデオストリーミング）を模擬し、ネットワークが安定して処理できるかを評価する試験です。機器の処理能力を測定します。

試験内容

大量の発信・着信
- 大量の端末から発信、着信が発生した状況をつくり、基地局（機器）が正常に動作するか測定します。
スループットの測定
- 単位時間あたりに処理されたデータ量を測定し、スループットを算出します。
- 測定には、専用の測定ツールやソフトウェアを使用します。
遅延時間の測定
- データが送信されてから受信されるまでの時間（遅延時間）を測定します。
- 遅延時間がスループットに与える影響も確認します。

重要性

以下のシステムでは、多くのユーザーが同時に利用するため、負荷が高くなることが想定されます。

通信負荷試験を実施することで、事前に問題点を洗い出し、対策を講じることができます。

Webサービス
オンラインゲーム
クラウドサービス
金融システム
通信キャリアのネットワーク

負荷試験に使用されるツール例

DuoSIM-5G

5G基地局 (gNB) に対して世界で最も強力な負荷を掛けることができるテスト装置です。最先端の5Gネットワークでのパフォーマンステスト項目に対応できるように構築されています。膨大な数の4G/5Gデバイス、リアルなトラフィックモデル、モビリティ、4Gおよび5Gコアネットワークの両方をシミュレートすることにより、実際のフィールドで発生しうる厳しい試験条件をテストラボ内にて実現します。

AMARI UE Simbox

ソフトウェアでLTE/5G NRの各スタックを実現したモバイルデバイステストソリューションです。AMARI UE Simboxシリーズは、5Gネットワークテスト, LTEネットワークテスト, LTE-M/ NB-IoTテストなどの様々な種類の呼を生成する機能を持っています。

Emblasoft Evolver

1つのプラットフォームでモバイルネットワークパフォーマンステストの提供にあたり必要な検証を行うソフトウェアです。5G QoE (ユーザー体感品質) や5G QoS (ネットワークの安定性や品質) テスト、ネットワークスライステスト、5G コアネットワークテスト、VoLTE/VoNR テストなどあらゆるユースケースに対応するネットワークテストソリューションです。

Apposite Netropy Traffic Generation

ネットワーク環境とネットワーク機器のパフォーマンステストのために、数千レベルのネットワークトラフィック生成するトラフィックジェネレーターソリューションです。アプリケーション、サーバ間のトラフィック通信の再現により、不具合の再現、通信時の能力評価が可能になります。

Alethea WiCheck

Wi-Fi 4からWi-Fi 7までのアクセスポイントを検証するためのWi-Fi テストソリューションです。最新技術のMLO (Multi Link Operation) テストにも対応しています。AP (アクセスポイント) 負荷試験に加えて、実端末のアプリケーションを使用して、マルチクライアントWi-Fiテスト可能です。

負荷試験の今後の展開

技術の進歩や社会のニーズの変化に伴い、多岐にわたる方向性が考えられます。

仮想化・クラウド化への対応
通信インフラの仮想化・クラウド化が進む中で、負荷試験も仮想環境やクラウド環境に対応する必要があります。ソフトウェアベースの負荷試験ツールや、クラウド上で利用可能な負荷試験サービスの需要が増加することが予想されます。アルチザネットワークスは、仮想環境やクラウド環境に対応した負荷試験サービスを推進することで、新たなインフラへ円滑に移行し、その性能を最大限に引き出すための検証を支援します。
AI・機械学習の活用
AI・機械学習を活用することで、負荷試験の自動化や効率化、より高度な分析が可能になります。またAIによる負荷パターンの自動生成や、機械学習による性能予測など、新たな負荷試験技術の開発が進むと考えられます。AI-RAN等の技術が実用化されていく中で、AIを用いた負荷試験の重要性が増していくと考えられます。アルチザネットワークスは、AI・機械学習を活用した負荷試験技術の開発により、より効率的かつ高度な性能評価を提供し、AI-RANをはじめとする次世代ネットワーク技術の実用化を加速させ、社会全体の通信品質向上に貢献します。
セキュリティ負荷試験の重要性増加
IoTデバイスの普及やサイバー攻撃の高度化に伴い、セキュリティ負荷試験の重要性が増しています。大量のトラフィックを発生させるDDoS攻撃への対策や、脆弱性診断など、セキュリティに特化した負荷試験のニーズが高まることが予想されます。アルチザネットワークスは、セキュリティ負荷試験の重要性の高まりに対応し、専門的なテストサービスを提供することで、社会インフラや企業の重要な情報を守り、安全なデジタル社会の実現を目指していきます。
テストサービスの需要増加
高度化していくテストに対して、専門的な知識を持った企業へ委託をするというニーズが高まっていくと考えられます。これらの動向を踏まえ、負荷試験はより高度化・多様化していくことが予想されます。アルチザネットワークスは高度化するテストニーズに対し、専門的な知識と経験を持つプロフェッショナルによるテストサービスを提供することで、事業者の負担を軽減し、高品質なネットワークインフラの構築を支援します。
5G/6G以降の次世代通信技術への対応強化
5Gの本格普及、そして6Gを見据えた研究開発が進む中で、負荷試験の対象もより高度かつ複雑なシステムへと移行していくと考えられます。より高速、大容量、低遅延な通信環境を想定した、より高度な負荷試験技術が求められます。アルチザネットワークスでは、5Gの本格普及、そして6Gを見据えた次世代通信技術に対応した負荷試験技術の開発に注力することで、より高速、大容量、低遅延な未来の通信環境の実現に貢献します。特にO-RANやAI-RANといった革新的な技術の導入を支援し、新たな通信サービスの創出を後押しします。