やや低レイヤー研究所LAN ケーブルの間にスイッチングハブを挟んで帯域制限を行う
前回、「LAN ケーブルの間にルーターを挟んで帯域制限を行う」という記事を書きました。今回は、ルーターではなくスイッチングハブを使って帯域制限を行ってみます。
動作確認環境
- Dell Inspiron 13, Windows 11 Home 24H2
- NETGEAR GS305E
スイッチングハブ GS305E
使用するスイッチングハブは、米国 NETGEAR 社製の「GS305E」です。実売で約 4,000 円とかなり安価ですが、簡易的なマネージ機能を備えており、帯域制限・VLAN・ポートミラーリングなどの設定ができます。
以下は GS305E の本体と付属品の写真です。
LAN ポートは 5 つ搭載されています。
背面には「Factory Defaults」ボタンがあり、長押しすることで工場出荷時の設定にリセットできます。
底面には、デフォルトの IP アドレス (192.168.0.239) とパスワード (password) が書いてあります。
フタを開けてみたところです。
帯域制限前の通信速度
まずは、帯域制限なしの状態での通信速度を測定しておきましょう。
2 台の PC を下図のように接続します。通信規格は 1000BASE-T です。
両 PC に OSS の iPerf3 ツールを入れ、データ送受信の速度を測定します。結果は次の通り。900 Mbps 以上の速度が出ています。
● 192.168.30.1 -> 192.168.30.2
C:\iperf3> iperf3.exe -c 192.168.30.2
Connecting to host 192.168.30.2, port 5201
[ 5] local 192.168.30.1 port 52680 connected to 192.168.30.2 port 5201
[ ID] Interval Transfer Bitrate
[ 5] 0.00-1.01 sec 113 MBytes 939 Mbits/sec
[ 5] 1.01-2.00 sec 110 MBytes 933 Mbits/sec
[ 5] 2.00-3.00 sec 113 MBytes 944 Mbits/sec
[ 5] 3.00-4.01 sec 113 MBytes 945 Mbits/sec
[ 5] 4.01-5.01 sec 113 MBytes 949 Mbits/sec
[ 5] 5.01-6.01 sec 114 MBytes 948 Mbits/sec
[ 5] 6.01-7.00 sec 111 MBytes 940 Mbits/sec
[ 5] 7.00-8.01 sec 114 MBytes 948 Mbits/sec
[ 5] 8.01-9.01 sec 114 MBytes 949 Mbits/sec
[ 5] 9.01-10.02 sec 114 MBytes 949 Mbits/sec
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval Transfer Bitrate
[ 5] 0.00-10.02 sec 1.10 GBytes 945 Mbits/sec sender
[ 5] 0.00-10.03 sec 1.10 GBytes 944 Mbits/sec receiver
● 192.168.30.2 -> 192.168.30.1
C:\iperf3> iperf3.exe -c 192.168.30.1
Connecting to host 192.168.30.1, port 5201
[ 5] local 192.168.30.2 port 49692 connected to 192.168.30.1 port 5201
[ ID] Interval Transfer Bitrate
[ 5] 0.00-1.00 sec 109 MBytes 910 Mbits/sec
[ 5] 1.00-2.00 sec 109 MBytes 910 Mbits/sec
[ 5] 2.00-3.01 sec 109 MBytes 910 Mbits/sec
[ 5] 3.01-4.01 sec 109 MBytes 910 Mbits/sec
[ 5] 4.01-5.01 sec 109 MBytes 910 Mbits/sec
[ 5] 5.01-6.00 sec 108 MBytes 914 Mbits/sec
[ 5] 6.00-7.01 sec 109 MBytes 911 Mbits/sec
[ 5] 7.01-8.01 sec 109 MBytes 910 Mbits/sec
[ 5] 8.01-9.01 sec 109 MBytes 911 Mbits/sec
[ 5] 9.01-10.00 sec 107 MBytes 910 Mbits/sec
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[ ID] Interval Transfer Bitrate
[ 5] 0.00-10.00 sec 1.06 GBytes 911 Mbits/sec sender
[ 5] 0.00-10.01 sec 1.06 GBytes 910 Mbits/sec receiver帯域制限の設定
それでは、GS305E に帯域制限の設定をしてみましょう。
まず、GS305E の管理画面に入るため、PC1 の IP アドレスを GS305E と同じセグメントである 192.168.0.1 などに変更します（GS305E はデフォルトで DHCP クライアント機能が有効になっているので DHCP サーバーが接続されている場合は注意）。
PC1 から Web ブラウザで「http://192.168.0.239」にアクセスすると、GS305E のログイン画面が表示されます。デフォルトのパスワードである「password」を入力してログインします。
初回ログイン時にはパスワードの変更が求められるので、新しいパスワードを設定します。
新しいパスワードで再度ログインします。
管理画面が現れました。
帯域制限は、[QoS] – [レート制限] 画面で行います。
受信レート (Ingress)および送信レート (Egress) を、「制限なし / 512 Kbps / 1 Mbps / 2 Mbps / 4 Mbps / 8 Mbps / 16 Mbps / 32 Mbps / 64 Mbps / 128 Mbps / 256 Mbps / 512 Mbps」から選択します。任意の数値を入力することはできません。この点では、前回使用した GL-AXT1800（OpenWrt 搭載ルーター）のほうが柔軟性があります。
LAN ポート 1 に対して、受信レートを 512 Kbps に、送信レートを 4 Mbps に設定してみました。
ポート 1 に入ってくるデータは 512 Kbps に制限され、
ポート 1 から出ていくデータは 4 Mbps に制限されることになります。
帯域制限の効果を確認（iPerf3）
PC1 の IP アドレスを元に戻し、帯域制限の設定を行った GS305E を経由した場合のデータ送受信速度を測定します。
結果は以下の通り。ほぼ設定どおりの値になりました。
● 192.168.30.1 -> 192.168.30.2
C:\iperf3> iperf3.exe -c 192.168.30.2
Connecting to host 192.168.30.2, port 5201
[ 5] local 192.168.30.1 port 56571 connected to 192.168.30.2 port 5201
[ ID] Interval Transfer Bitrate
[ 5] 0.00-1.01 sec 256 KBytes 2.07 Mbits/sec
[ 5] 1.01-2.01 sec 128 KBytes 1.06 Mbits/sec
[ 5] 2.01-3.01 sec 0.00 Bytes 0.00 bits/sec
[ 5] 3.01-4.01 sec 128 KBytes 1.05 Mbits/sec
[ 5] 4.01-5.01 sec 0.00 Bytes 0.00 bits/sec
[ 5] 5.01-6.01 sec 128 KBytes 1.06 Mbits/sec
[ 5] 6.01-7.01 sec 0.00 Bytes 0.00 bits/sec
[ 5] 7.01-8.01 sec 128 KBytes 1.05 Mbits/sec
[ 5] 8.01-9.01 sec 0.00 Bytes 0.00 bits/sec
[ 5] 9.01-10.01 sec 128 KBytes 1.04 Mbits/sec
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval Transfer Bitrate
[ 5] 0.00-10.01 sec 896 KBytes 733 Kbits/sec sender
[ 5] 0.00-10.01 sec 640 KBytes 524 Kbits/sec receiver
● 192.168.30.2 -> 192.168.30.1
C:\iperf3> iperf3.exe -c 192.168.30.1
Connecting to host 192.168.30.1, port 5201
[ 5] local 192.168.30.2 port 49696 connected to 192.168.30.1 port 5201
[ ID] Interval Transfer Bitrate
[ 5] 0.00-1.01 sec 640 KBytes 5.19 Mbits/sec
[ 5] 1.01-2.00 sec 512 KBytes 4.22 Mbits/sec
[ 5] 2.00-3.01 sec 512 KBytes 4.18 Mbits/sec
[ 5] 3.01-4.00 sec 512 KBytes 4.22 Mbits/sec
[ 5] 4.00-5.01 sec 512 KBytes 4.14 Mbits/sec
[ 5] 5.01-6.00 sec 512 KBytes 4.24 Mbits/sec
[ 5] 6.00-7.01 sec 384 KBytes 3.13 Mbits/sec
[ 5] 7.01-8.00 sec 512 KBytes 4.21 Mbits/sec
[ 5] 8.00-9.01 sec 512 KBytes 4.16 Mbits/sec
[ 5] 9.01-10.01 sec 512 KBytes 4.19 Mbits/sec
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[ ID] Interval Transfer Bitrate
[ 5] 0.00-10.01 sec 5.00 MBytes 4.19 Mbits/sec sender
[ 5] 0.00-10.11 sec 4.75 MBytes 3.94 Mbits/sec receiver帯域制限の効果を確認（USEN スピードテスト）
インターネット接続に対する帯域制限も行ってみましょう。
まずは、以下のインターネット接続環境で通信速度を測定します。契約している回線は NTT の（おそらく）フレッツ光ネクストファミリー・ギガラインタイプ、ONU は NTT の PR-400KI、無線 LAN ルーターは ELECOM WRC-X3200GST3、PC は Dell Inspiron 13 です。
測定には USEN スピードテストを利用させてもらいました。
測定結果は次の通り。ダウンロードは 173.87 Mbps、アップロードは 325.86 Mbps です。
次に、LAN ケーブルの途中に帯域制限の設定を行った GS305E を挟んで再測定します。
測定結果は次の通り。ダウンロードは 0.51 Mbps、アップロードは 4.00 Mbps と、設定通りの値になりました。
おわりに
NETGEAR 社のスイッチングハブ GS305E を使って帯域制限をかけてみました。このような簡易的なマネージ機能が付いた 5,000 円以下のスイッチングハブは、もう製造されなくなってきているようです。今後入手困難になる可能性があるため、必要になりそうな方はいまのうちに確保しておいたほうがいいかもしれません。