帯域幅遅延積

データ通信 において、帯域幅遅延積は、データリンクの容量（ビット/秒）と往復遅延時間（秒）の積です。 ^{[ 1 ]}その結果、ビット（またはバイト）で測定されるデータ量は、任意の時点でネットワーク回線上の最大データ量、つまり送信済みだがまだ確認応答されていないデータ量に相当します。帯域幅遅延積は、もともと輻輳回避アルゴリズムであるランダム早期検出（RED）と併用してルータバッファのサイズを決定するための経験則として提案されました^{[ 2 ]}。

帯域幅遅延積が大きいネットワークは、一般的にロングファットネットワーク（LFN）と呼ばれます。RFC 1072で定義されているように、帯域幅遅延積が^10⁵ビット（12,500バイト）を大幅に上回る場合、そのネットワークはLFNとみなされます。 

超高速ローカルエリアネットワーク（LAN）は、遅延はそれほど大きくないものの、帯域幅が非常に高いため、プロトコルの調整がピークスループットの達成に不可欠となるカテゴリーに分類される可能性があります。1  Gbit/s の接続で往復時間が 100  μs 未満であれば LFN ではありませんが、100 Gbit/s の接続では、LFN とみなされないためには 、往復時間が 1 μs 未満である必要があります 。

帯域幅遅延積が大きいシステムの重要な例として、静止衛星通信が挙げられます。静止衛星通信では、エンドツーエンドの配信時間が非常に長く、リンクのスループットも高くなる可能性があります。エンドツーエンドの配信時間が長いため、ストップアンドウェイト方式のプロトコルや、エンドツーエンドでの迅速な応答を前提とするアプリケーションは動作が困難になります。

帯域幅遅延積が大きいことは、 TCP チューニングに関して、伝送制御プロトコル(TCP)などのプロトコルの設計において重要な問題ケースです。なぜなら、プロトコルは、送信者が停止して受信側からデータの受信が成功したことを確認するメッセージが届くまで待つ前に、十分な量のデータを送信した場合にのみ、最適なスループットを達成できるからです。送信されるデータの量が帯域幅遅延積に比べて不十分な場合、リンクはビジー状態を維持できず、プロトコルはリンクのピーク効率を下回って動作します。この点で成功を目指すプロトコルには、自己監視、自己調整アルゴリズムを慎重に設計する必要があります。^{[ 3 ]} TCPウィンドウ スケール オプションを使用すると、スケーリングなしで 65,535 バイトに制限されているウィンドウ サイズが不十分なために発生するこの問題を解決できます。

• 中速衛星ネットワーク：512  kbit/s、往復時間（RTT） 900 ms

$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=512\times 10^{3}{\text{ bit/s}}\cdot 900\times 10^{-3}{\text{ s}}\\&=460,800{\text{ bit}}=460.8{\text{ kbit}}=57.6{\text{ kB}}\end{aligned}}}$$

• 家庭用DSL：2Mbps、RTT 50ms$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=2\times 10^{6}{\text{ bit/s}}\cdot 50\times 10^{-3}{\text{ s}}\\&=100\times 10^{3}{\text{ bit}}=100{\text{ kbit}}=12.5{\text{ kB}}\end{aligned}}}$$
• モバイルブロードバンド（HSDPA）：6  Mbit/s、RTT 100 ms$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=6\times 10^{6}{\text{ bit/s}}\cdot 100\times 10^{-3}{\text{ s}}\\&=600\times 10^{3}{\text{ bit}}=600{\text{ kbit}}=75{\text{ kB}}\end{aligned}}}$$
• 住宅用ADSL2+：20  Mbit/s（DSLAMから住宅用モデムまで）、RTT 50 ms$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=2\times 10^{7}{\text{ bit/s}}\cdot 50\times 10^{-3}{\text{ s}}\\&=10^{6}{\text{ bit}}=1{\text{ Mbit}}=125{\text{ kB}}\end{aligned}}}$$
• 住宅用ケーブルインターネット（DOCSIS）：200  Mbit/s、RTT 20 ms$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=2\times 10^{8}{\text{ bit/s}}\cdot 20\times 10^{-3}{\text{ s}}\\&=4\times 10^{6}{\text{ bit}}=4{\text{ Mbit}}=500{\text{ kB}}\end{aligned}}}$$
• 高速地上ネットワーク：1  Gbit/s、1 ms RTT$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=10^{9}{\text{ bit/s}}\times 10^{-3}{\text{ s}}\\&=10^{6}{\text{ bit}}=1{\text{ Mbit}}=125{\text{ kB}}\end{aligned}}}$$
• 超高速LAN：100Gbps  、RTT 30μs$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=100\times 10^{9}{\text{ bit/s}}\cdot 30\times 10^{-6}{\text{ s}}\\&=3\times 10^{6}{\text{ bit}}=3{\text{ Mbit}}=375{\text{ kB}}\end{aligned}}}$$
• 国際研究・教育ネットワーク：100  Gbit/s、RTT 200 ms$${\displaystyle {\begin{aligned}B\times D&=100\times 10^{9}{\text{ bit/s}}\cdot 0.2{\text{ s}}\\&=2\times 10^{10}{\text{ bit}}=20{\text{ Gbit}}=2.5{\text{ GB}}\end{aligned}}}$$

帯域幅遅延積が大きい場合に対応するために、多くのTCPバリアントがカスタマイズされている。

• HSTCP
• 高速TCP
• BIC TCP
• キュービックTCP
• H-TCP
• 複合TCP
• アジャイルSD

• プロトコルスプーフィング
• 衛星インターネット
• インターネット2
• バッファーブロート
• Kibibyte（KiBとKBの比較）
• リトルの法則