iPerf3で実現する正確なネットワークスループット測定 – Linuxサーバー間の速度テスト完全ガイド

iperf3は、リアルタイムのネットワークスループット測定を行うための無料・オープンソースのクロスプラットフォーム対応コマンドラインツールです。IPv4とIPv6の両方に対応しており、IPネットワークで到達可能な最大帯域幅をテストできる最も強力なツールの一つとして知られています。

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iperfを使用すると、タイミング、バッファサイズ、TCP・UDP・SCTPなどのプロトコルに関連するさまざまなパラメータを調整でき、ネットワークパフォーマンスのチューニング作業に大いに役立ちます。

ネットワークパフォーマンスを最大限に引き出す、あるいは向上させるためには、ネットワークの送受信能力におけるスループットとレイテンシの両方を改善する必要があります。

ただし、実際のチューニング作業に入る前に、まずテストを実施して全体的なネットワークパフォーマンスの統計情報を収集し、そのデータをもとにチューニングの方針を決定することが重要です。

測定結果には、秒単位の時間間隔、転送データ量、帯域幅（転送レート）、パケットロスなど、ネットワークパフォーマンスに関する有用なパラメータが含まれます。iperf3は主に、特定の経路上のTCP接続をチューニングする目的で設計されており、本ガイドでもこの点に焦点を当てて解説します。

必要条件：

• iperf3がインストールされ、ネットワークで相互接続された2台のコンピュータ。

LinuxシステムへのiPerf3のインストール方法

iperf3の使用を開始する前に、ベンチマークに使用する2台のマシン双方にインストールする必要があります。iperf3は主要なLinuxディストリビューションの公式ソフトウェアリポジトリで提供されているため、以下のようにパッケージマネージャーを使えば簡単にインストールできます。

$ sudo apt install iperf3 [On Debian, Ubuntu and Mint]
$ sudo yum install iperf3 [On RHEL/CentOS/Fedora and Rocky/AlmaLinux]
$ sudo emerge -a net-misc/iperf [On Gentoo Linux]
$ sudo apk add iperf3 [On Alpine Linux]
$ sudo pacman -S iperf3 [On Arch Linux]
$ sudo zypper install iperf3 [On OpenSUSE] 

両方のマシンにiperf3がインストールできたら、ネットワークスループットのテストを開始しましょう。

2台のLinuxサーバー間でネットワーク速度をテストする方法

まず、サーバーとして使用するリモートマシンに接続し、-sフラグを付けてiperf3をサーバーモードで起動します。デフォルトではポート5201で待ち受けます。

-fスイッチを使用すると、レポートの表示形式を指定できます（k、m、gはKbits、Mbits、Gbits、K、M、GはKBytes、MBytes、GBytesを表します）。

$ iperf3 -s -f K 

ポート5201がサーバー上の他のプログラムで使用されている場合は、-pスイッチで別のポート（例：3000）を指定できます。

$ iperf3 -s -p 3000

必要に応じて、-Dフラグを使ってサーバーをデーモンとしてバックグラウンド実行し、サーバーのメッセージをログファイルに出力することも可能です。

$ iperf3 -s -D > iperf3log 

次に、クライアントとして扱うローカルマシン（実際のベンチマークが実行される側）で、-cフラグを付けてiperf3をクライアントモードで実行し、サーバーが稼働しているホスト（IPアドレス、ドメイン名、ホスト名のいずれか）を指定します。

$ iperf3 -c 192.168.10.1 -f K

約18〜20秒後、クライアントは処理を終了し、ベンチマークの平均スループットを示す結果を出力します。以下のスクリーンショットをご覧ください。

上記のスクリーンショットのベンチマーク結果を見ると、サーバー側とクライアント側で値に差異があることがわかります。ただし、実施するすべてのテストでは、iperfクライアントマシンで得られた結果を採用することを推奨します。

Linuxで高度なネットワークスループットテストを実行する方法

より高度なテストを実行するために、クライアント側で使用できるオプションがいくつか用意されています。以下で順に解説します。

特定の時点でネットワーク上を流れるデータ量を左右する重要な要素の一つがTCPウィンドウサイズであり、TCP接続のチューニングにおいて非常に重要です。-wフラグを使用して、ウィンドウサイズ／ソケットバッファサイズを設定できます。

$ iperf3 -c 192.168.10.1 -f K -w 500K 

サーバーが送信しクライアントが受信する逆方向モードでテストを実行するには、-Rスイッチを追加します。

$ iperf3 -c 192.168.10.1 -f K -w 500K -R 

双方向テスト（両方向の帯域幅を同時に測定）を実行するには、-dオプションを使用します。

$ iperf3 -c 192.168.10.1 -f K -w 500K -d

クライアントの出力にサーバー側の測定結果も表示したい場合は、--get-server-outputオプションを使用します。

$ iperf3 -c 192.168.10.1 -f K -w 500K -R --get-server-output

さらに、-Pオプションを使用すると、同時に実行される並列クライアントストリームの数（この例では2）を設定することもできます。

$ iperf3 -c 192.168.10.1 -f K -w 500K -P 2

詳細については、iperf3のmanページを参照してください。

$ man iperf3

以上で解説は終わりです！実際のネットワークパフォーマンスチューニングに取り掛かる前に、必ずネットワークパフォーマンステストを実施することを忘れないでください。iperf3は、ネットワークスループットテストの実行に非常に役立つ強力なツールです。

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