究極のネットワークトラブルシューティングガイド：手順、ツール、問題、ベストプラクティス

ネットワークトラブルシューティング究極ガイド ― 手順・ツール・典型的な障害とベストプラクティス

対象読者 ネットワークエンジニア、SRE、セキュリティアナリスト、Red Team、そしてラズパイ小規模ラボから大陸間 SD-WAN バックボーンまで扱うシニア開発者向けの実践的フィールドマニュアル。

基本概念

ネットワークトラブルシューティングとは

OSI/TCP-IP の全レイヤーにわたるトラフィック経路の障害を検出・隔離・修復する証拠ベースの体系的プロセス。主要 KPI は次の 2 つ。

• MTTD — 平均検知時間 (Mean Time To Detect)
• MTTR — 平均復旧時間 (Mean Time To Restore)

成熟した運用は両方を短縮し、根本原因を記録してアーキテクチャ・監視・Runbook へフィードバックする。

リアクティブ vs プロアクティブ — 火を消すか、火を防ぐか。ツール・メトリクス・カオス演習の両輪が不可欠。

家庭・企業・ISP/ゲーミングで重要な理由

• SLA/SLO 準拠 — 可用性やレイテンシ逸脱は違約金やユーザ離脱に直結。
• レイテンシ敏感アプリ — VoIP のジッタ > 30 ms、VR、e-スポーツなど。
• MTBF 向上 — 無故障平均時間が長いほど運用成熟度が高い。

キー概念クイックリファレンス

7 ステップメソッド

1. 問題の特定 — 症状・指標・ログを収集。
2. 原因仮説の立案 — Top-Down か Bottom-Up で分析。
3. 仮説の検証 — ラボ・保守窓・pcap。
4. アクションプラン作成 — ロールバック点・承認・影響範囲。
5. 実施またはエスカレーション — MOP/SOP 実行か上位へ。
6. 完全復旧の確認 — 合成プローブ・実ユーザ指標。
7. 知見の記録 — ポストモーテム・ナレッジベース・Runbook 更新。

ハードウェア & 接続性クイックチェック

物理層バリデーション

電源再投入ベストプラクティス

インシデントチャネルへ告知 → 時刻記録 → 30 秒電断 → 再起動後 NTP 同期確認。

インタフェースカウンタ (CRC/Giants/Runts/Collisions)

watch -n2 "ip -s link show eth0 | grep -A1 RX"

値が伸び続ける場合は原因調査。

主要診断ツール

層別トラブルシューティング

物理 & データリンク

• ケーブル TDR/OTDR
• Spanning-Tree ループ
• VLAN ダブルタグ攻撃

ネットワーク

• IPv6 ↔ IPv4 の切替遅延 (Happy-Eyeballs)
• BGP/OSPF ネイバー状態
• VRF/PBR リーク

トランスポート

• TCP ハンドシェイク失敗 (FW ステートテーブル枯渇)
• UDP フラグメント & オフロード
• UDP/443 で QUIC ブロック

アプリケーション

• DNSSEC 失敗
• HTTP 502/504/499
• TLS SNI 不一致

よくある障害と対処

無線 & モバイル

• Wi-Fi サイトサーベイ — RSSI < –67 dBm
• 高速ローミング — 802.11 k/v/r
• DFS (5/6 GHz) — レーダー検出処理
• LTE/5G KPI — RSRP, RSRQ, SINR

コンテナ・クラウド・SDN

• Kubernetes CNI トレース (cilium monitor)
• AWS Reachability Analyzer、Azure NSG Flow Logs、GCP VPC-SC
• VXLAN/GRE/IPSec — underlay・overlay 同時キャプチャ

セキュリティ & インシデント対応

• 100 Gb 無損失 Packet Broker/TAP
• TLS フィンガープリント JA3/JA4
• Zeek + Suricata フロー / アラート連携

パフォーマンス最適化 & QoS

自動化 & IaC

• ChatOps — Slack コマンド → Ansible → tcpdump → S3
• NetBox + Batfish — 設定ドリフト検知 & 到達性テスト
• k6 / Locust — K8s CronJob で合成トランザクション

ツールマトリクス（簡易版）

ケーススタディ

1. MPLS→SD-WAN 移行 — /32 プレフィックスが Area 0 へリーク。
2. ISP の BGP Flap — Graceful-Restart 有効化、hold-time 180 s。
3. K8s East-West ブラックホール — cilium bpf ct flush 後 CNI 再デプロイ。

ベストプラクティス

• 月次のベースライン測定
• 変更管理 — 事前/事後チェック
• Runbook Git 化 + Grafana ダッシュボード直リンク

まとめと次のステップ

可観測性を統合し、月次カオスドリルと自動ロールバックを実装すれば、火消し作業は再現性あるサイエンスへ――レイテンシ低減・スループット向上を実現。

付録 A — CLI サンプル

ping -M do -s 1472 8.8.8.8          # MTU 発見
tcpdump -ni any 'tcp[13]&8!=0'      # 再送監視
show route advertising-protocol bgp # Juniper
kubectl get ep kube-dns -o wide     # VIP ↔ Pods

付録 B — プロトコル早見表

TCP フラグ: URG ACK PSH RST SYN FIN
IPv6 拡張ヘッダ: 0 Hop-by-Hop, 43 Routing, 44 Fragment
DNS Opcode: 0 QUERY, 5 UPDATE, 4 NOTIFY

付録 C — ログ保管ポリシー