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帯域幅制限とは、ネットワークノードまたはコンピュータや携帯電話などのネットワークデバイスにおける、受信データまたは送信データの通信速度（バイト/秒またはキロバイト/秒）を制限することです。
データ転送速度やレンダリング性能は、様々なパラメータや条件によって制限される場合があります。
データ発信元（クライアントコンピュータまたはサーバーコンピュータ）から送信されるデータの速度を制限する方が、クライアントとサーバー間のネットワーク機器の速度を制限するよりもはるかに効率的です。なぜなら、前者の場合、通常はネットワークパケットが失われることはないのに対し、後者の場合、受信データの速度が帯域幅の制限または機器の容量を超え、データパケットをバッファキューに一時的に格納できない場合（バッファキューがいっぱいであるか存在しないため）、ネットワークパケットが失われたり破棄されたりする可能性があるからです。このようなバッファキューは、受信データのピークを非常に短い時間だけ吸収するために使用されます。
2番目のケースでは、破棄されたデータパケットが送信機によって再送信され、再び受信される可能性がある。
低レベルのネットワークデバイスが受信データパケットを破棄する場合、通常はデータ送信機にその事実を通知して送信速度を落とすこともできます（ネットワーク輻輳も参照）。[ 2 ]
注：帯域幅制限は、アプリケーションサーバーレベルおよび/またはネットワーク管理レベル（プロトコルデータパケットの検査など）でクライアント要求に対して動作するレート制限と混同しないでください。レート制限は、データ速度のピークを抑制するのにも役立ちます。
これらの帯域幅制限は、以下のように実装できます。
最初のケース（クライアント/サーバープログラム）は通常完全に合法です。なぜなら、ネットワーク経由でリモートプログラムから受信するデータの速度、またはターゲットプログラム（サーバーまたはクライアント）に送信するデータの速度を制限するかどうかは、クライアントマネージャーまたはサーバーマネージャー（サーバー管理者による）の選択だからです。
2番目の（ISP）は、 FCCの規制により米国では犯罪とみなされます。インターネットサービスプロバイダ（ISP）は個人が抵抗できないことを利用しますが、スロットリングに対する罰金は最大25,000米ドルに及ぶ可能性があります。米国では、ISPがインターネット上のすべてのデータを平等に扱い、差別しないという原則であるネット中立性は、1990年代からネットワークユーザーとアクセスプロバイダの間で論争の的となっています。ネット中立性により、ISPは特定のオンラインコンテンツを意図的にブロックしたり、速度を低下させたり、料金を請求したりすることはできません。
インターネットサービスプロバイダ（ISP）によるインターネットサービスの意図的な速度制限または速度制限と定義されます。これは、通信ネットワークにおいてネットワークトラフィックを制御し、帯域幅の混雑を最小限に抑えるために用いられる事後的な対策です。帯域幅制限は、ネットワーク上のさまざまな場所で発生する可能性があります。ローカルエリアネットワーク（LAN）では、システム管理者（「sysadmin」）がネットワークの混雑やサーバーのクラッシュを抑制するために帯域幅制限を使用する場合があります。より広範なレベルでは、ISPがローカルネットワークに供給される帯域幅のユーザー使用量を削減するために帯域幅制限を使用する場合があります。帯域幅制限は、インターネット速度テストWebサイトでのデータレートの測定にも使用されます。
帯域幅制限は、ビデオストリーミング、BitTorrentプロトコル、その他のファイル共有アプリケーションなどのプログラムにおいて、ユーザーのアップロードおよびダウンロード速度を積極的に制限したり、ネットワーク上のすべてのユーザーに提供される総帯域幅の使用を均等化したりするために使用できます。帯域幅制限は、インターネットアプリケーションでもよく使用され、負荷をより広いネットワークに分散してローカルネットワークの混雑を軽減したり、複数のサーバーに分散して個々のサーバーの過負荷を回避し、システムクラッシュのリスクを軽減したり、帯域幅制限のないより高価な段階的料金プランを利用するようユーザーに促すことで追加収益を得たりするために用いられます。
コンピュータネットワークは通常、データをホストし、クライアントにサービスを提供する多数のサーバーで構成されています。インターネットはその良い例で、WebサーバーはWebサイトをホストし、非常に多くのクライアントコンピュータに情報を提供します。クライアントはサーバーにリクエストを送信し、サーバーはクライアントのリクエストに応じて、必要なデータ（音楽ファイル、ビデオなど）を送信して応答します。通常、1台のサーバーに多数のクライアントが存在するため、サーバーにかかるデータ処理負荷は、個々のクライアントにかかる負荷よりもはるかに大きくなります。そのため、サーバーは通常、高いデータ容量と処理能力を持つコンピュータを使用して実装されます。このようなネットワークのトラフィックは時間とともに変動し、クライアントのリクエストがピークに達したり、送信される応答が膨大になったりする期間があり、ネットワークの一部の容量を超えて、特にボトルネックとなる部分で輻輳を引き起こすことがあります。これにより、データリクエストの失敗や、最悪の場合はサーバーのクラッシュが発生する可能性があります。
このような事態を防ぐため、クライアント／サーバー／システム管理者は、（利用可能な場合）帯域幅制限を有効にすることができます。
サーバーなどの帯域幅を大量に消費するデバイスは、処理能力の過負荷やネットワーク帯域幅の飽和を避けるために、データの受信または送信速度を制限（スロットル）する場合があります。これは、ローカルネットワークサーバーまたはISPサーバーの両方で実行できます。ISPは、ルーターで広く利用できる、または専用のDPI機器によって提供されるディープパケットインスペクション（DPI）をよく使用します。さらに、今日のネットワーク機器では、ISPは回線速度でのフローサイズの統計情報を収集でき、トラフィックシェーピングのために大きなフローをマークするために使用できます。[ 3 ] 2つのISP、CoxとComcastは、ユーザーの帯域幅を最大99%制限するというこの慣行を行っていると述べています。[ 4 ]今日では、ほとんどすべてのISPが、ユーザーが気づいているかどうかにかかわらず、ユーザーの帯域幅をスロットルしています。[ 5 ] Comcastの具体的なケースでは、 Sandvineという機器ベンダーがP2Pファイル転送をスロットルするネットワーク管理技術を開発しました。[ 6 ]
帯域幅が制限される可能性があるのは、通常、トレントを頻繁にダウンロードおよびアップロードしている人、またはオンラインビデオを大量に視聴している人です。ISP がこれを行う場合、消費者は ISP が設定した料金を支払っても必要な帯域幅が得られないため、この行為は帯域幅を規制する不公平な方法だと考える人が多くいます。ISP は、帯域幅を大量に使用する人の帯域幅を制限することで、通常のユーザーにより良いサービス品質を提供できると主張しています。[ 7 ]
ネット中立性とは、すべてのインターネットトラフィックを平等に扱うべきであるという原則です。これは、すべてのウェブサイトとインターネット技術に対して公平な競争条件を保証することを目的としています。ネット中立性の下では、ネットワークの唯一の役割はデータを転送することであり、より高品質、つまりより高速なサービスでどのデータを優先するかを選択することではありません。米国では、2015年2月26日に連邦通信委員会がオープンインターネット規則を採択しました。これは、インターネット上の表現の自由とイノベーションを保護し、国のブロードバンドネットワークへの投資を促進するように設計されています。オープンインターネット規則は、通信法第2編および1996年電気通信法第706条を含む複数の権限源に依拠することで、可能な限り強力な法的基盤に基づいています。新しい規則は、固定ブロードバンドサービスとモバイルブロードバンドサービスの両方に適用されます。[ 8 ]しかし、これらの規則は2017年12月14日に撤回されました。2023年10月19日、FCCは、ネット中立性規則とISPの規制を復活させる計画に関する意見を求める規則制定案通知（NPRM）を3対2で承認しました[ 9 ]。2024年4月25日、FCCは、インターネットをタイトルIIの下で再分類することにより、米国でネット中立性を復活させることを3対2で決定しました。[ 10 ]
明確なルール：
帯域幅制限は、帯域幅を大量に消費するデバイス（サーバーなど）がデータを受信する速度、または各データ応答の速度（バイト/秒またはキロバイト/秒）を制限（スロットリング）することによって機能します。これらの制限が設定されていない場合、デバイスは処理能力を超過する可能性があります。
スロットリングとは対照的に、帯域幅が利用可能なときに使用しつつ過剰使用を防ぐために、プロアクティブシステムの各ノードは、単位時間あたりに送信されるバイトの総数を適切に制限する送信帯域幅キャップを設定する必要があります。[ 11 ]帯域幅キャップには 2 種類あります。標準キャップは、ブロードバンド インターネット接続上のデータ転送のビットレートまたは速度を制限します。標準キャップは、個人が媒体の伝送容量全体を消費するのを防ぐために使用されます。低キャップは、防御策として、または媒体の帯域幅を大量に使用した場合の罰として、個々のユーザーの帯域幅キャップを下げます。多くの場合、これはユーザーに通知せずに行われます。
帯域幅制限は、帯域幅を大量に消費するデバイス（サーバーなど）が各ノード／クライアントから受信できるデータ量、または各応答で出力または送信できるデータ量を制限することで、そのデバイスの動作を制御します。一方、帯域幅上限設定は、媒体を介したデータのアップストリームまたはダウンストリームの総転送容量を制限します。
2007年、フリープレス、パブリックナレッジ、および連邦通信委員会は、コムキャストのインターネットサービスに対して苦情を申し立てた。複数の加入者が、同社がピアツーピアネットワークアプリケーションの使用を妨害していると主張した。委員会は、コムキャストのネットワーク管理慣行に対する管轄権を有しており、規則制定ではなく交渉によって紛争を解決できると述べた。委員会は、コムキャストが「消費者が選択したコンテンツにアクセスし、アプリケーションを使用する能力を著しく阻害している」と考え、コムキャストはピアツーピア通信を差別することなくネットワークトラフィックを管理するために使用できる複数の選択肢を持っていたため、同社の帯域幅管理方法は「連邦政策に違反している」と判断した。この時点で、「コムキャストは既に帯域幅需要を管理するための新しいシステムを採用することに同意していたため、委員会は単に、新しいアプローチの詳細と、その実装に向けた同社の進捗状況を説明する一連の開示を行うよう命じた」。コムキャストはこの命令に従ったが、再審査を申し立て、いくつかの異議を申し立てた。[ 12 ]
2008年、カナダ・ラジオテレビ通信委員会（CRTC）は、ベル・カナダが午後4時30分から午前2時までの間、ピアツーピア（P2P）トラフィックを帯域幅制限の対象とすることを許可する決定を下した。 [ 13 ] 2009年、CRTCは帯域幅制限規則のガイドラインを発表した。[ 14 ]
2011年、カナダゲーマーズ機構が、既に施行されていた2009年の規則に違反したとしてロジャース社に対して重大な苦情を申し立てたことを受け、CRTCはインターネットトラフィック管理慣行（ITMP）ポリシーに補足[ 15 ]を作成し、苦情を執行部門に送付できるようにした。カナダゲーマーズ機構は提出書類の中で、ベルカナダ社に対して苦情を申し立てることをほのめかした。2011年12月20日、ベルカナダ社は、顧客および卸売顧客に対して、2012年3月31日までにスロットリングを終了すると発表した。[ 16 ] 2012年2月4日、CRTC（独自のテストを継続し、さらなる不遵守を発見し、即時遵守を要求していた）とのトラブルを回避するため、ロジャースは顧客の50%が2012年6月までにスロットルフリーになり、顧客の100%が2012年末までにスロットルフリーになると発表した。[ 17 ]残念ながら、ロジャースにとって、これはCRTC執行部をなだめることはなかった。
カナダで帯域幅を制限しているインターネットサービスプロバイダ（ISP）：
2011 年 4 月、欧州連合は、ISP がネットワーク上のトラフィックを管理する方法について調査を開始しました。たとえば、一部の ISP は、ピーク時にSkypeやBBC iPlayerなどのサービスへのアクセスを制限して、すべてのユーザーが平等なサービスを受けられるようにしています。EU のデジタル アジェンダ担当委員であるニーリー クルースは、「EU のすべての人が、隠れた制限や約束された速度よりも遅い速度でなく、オープンで合法的なインターネットの恩恵を享受できる機会を持つべきだと、私は断固として決意しています」と述べました。欧州電子通信規制機関 (Berec) は、EU のためにこの問題を調査し、企業と消費者の両方から意見を求めます。EU は、2011 年末に調査結果を公表しました。[ 20 ]新しい法律により、ISP は、必要な場合を除き、インターネット トラフィックをブロックしたり、速度を落としたりすることが禁止されています。[ 21 ]
シンガポールでは、ネット中立性は2011年から法律で定められています。2010年11月、情報通信開発庁（IDA）によって定義されました。[ 22 ]しかし、法律にもかかわらず、ほとんどのISPは帯域幅を制限しています。
シンガポールで帯域幅を制限するISP: [ 23 ]
2007年、コムキャストはピアツーピア通信に干渉していたことが発覚した。具体的には、データパケットを偽造し、ユーザーとそのピアツーピアプログラムを騙して、ファイルを転送していると思わせていた。[ 26 ]コムキャストは当初、加入者のアップロードに干渉したことを否定したが、後に認めた。[ 27 ] FCCは公聴会を開き、コムキャストの「差別的かつ恣意的な行為は、オープンでアクセス可能なインターネットの動的な利点を不当に抑圧し、合理的なネットワーク管理を構成しない」ため、コムキャストはインターネット政策声明の原則に違反したと結論付けた。[ 28 ] FCCはまた、合理的なネットワーク管理を行いたいISPに対して明確なガイドラインを提供した。 FCCは、コムキャストがネットワーク混雑を阻止するという目標を達成できたであろう方法として、平均ユーザーの容量を制限し、最も積極的なユーザーに超過料金（最大容量を超えた場合）を課すこと、すべての高容量ユーザーの接続を制限したり、アプリケーションプロバイダーと直接交渉して新しい技術を開発したりすることなどを提案した。[ 29 ]
しかし、2008年にComcastは許容使用ポリシーを改訂し、 月間250GBの上限を設けた。Comcastはまた、新しい帯域幅制限プランを発表した。このスキームには、「優先ベストエフォート」と「ベストエフォート」の2クラスシステムが含まれており、「アップストリームまたはダウンストリームのスループットの70%を継続的に使用するとBE状態がトリガーされ、その時点でトラフィックの優先度が低下し、使用量がプロビジョニングされたアップストリームまたはダウンストリーム帯域幅の50%に低下するまで約15分間続きます」。制限されたComcastユーザーがBE状態に置かれると、「ユーザーのトラフィックが遅延したり、極端な場合にはPBEトラフィックがドロップされる前にドロップされたりする可能性があります」。ComcastはFCCに、「輻輳がない場合、BE状態のユーザーからのパケットはバス停に到着したときにバスに乗るのにほとんど問題がないはずです」と説明した。一方、特定の状況で混雑が発生した場合、BEパケットが乗車する前にバスがPBE状態のパケットでいっぱいになることがあります。その場合、BEパケットはPBEパケットでいっぱいになっていない次のバスを待たなければなりません。[ 30 ]
米国の携帯電話ISPも、ネットワークで帯域幅の制限にますます頼るようになっている。VerizonとAT&Tは、「無制限」と宣伝されているデータプランにもそのような制限を適用し、Verizonに対してFCCの苦情が寄せられた。AT &Tは顧客に制限の可能性があることを伝えていたが、FTCは2014年に同社を提訴し、開示が十分に具体的ではないと主張した。[ 31 ] 2018年から2019年にかけて全国規模で行われたビデオストリーミング速度の調査では、主要なワイヤレスキャリアはトラフィックが少ないときを含め、ほとんどの時間で制限をかけており、ビデオサービス間で大きな差があることが判明した。[ 32 ]
Antelは、非無線インターネットアクセス（ADSLまたは光ファイバー、ケーブルインターネットは違法[ 33 ]）を必要とする消費者にAntelから直接購入することを強制する、国家によって強制された独占状態にある。Antelの慣行は、競争がほとんどまたはまったくない市場、および/または消費者の利益のためのバランス規制がない市場におけるISPの行動の可能性についての洞察を提供する。消費者向けのAntelのインターネットアクセスプランはすべて、データ使用量が制限されているか、速度が制限されている。データ使用量が制限されたプランは通常、「フレキシブル」というブランドで販売されている。このようなプランでは、ユーザーがデータティア（たとえば5GB ）に達すると、追加のデータ使用量は1GBあたり約5米ドルの料金で請求される。2番目のティア（たとえば15GB ）に達すると、インターネットサービスは次の請求サイクルの開始まで停止される。スロットリングプランは通常、「Flat Rate」（ADSLの場合）および「Vera」（光ファイバーの場合）というブランド名で販売されています。このようなプランでは、 請求月の初めから接続のフル帯域幅（例えば、Vera光ファイバープランでは下り20 Mbit/s）が利用できますが、 データティア（例えば、150 GB）に達すると、契約伝送速度の一定割合（例えば、下り2 Mbit/s、または広告速度の10%）に 制限されます。フル帯域幅機能は、次の請求月の初めに回復します。[ 34 ] [ 35 ]
ネットワークの混雑を回避するためであれ、より高額なインターネットプランへのアップグレードを促すためであれ、ISPによるデータ通信量の制限や速度制限といった慣行はますます一般的になりつつあり、提供されるプランの価値提案に間違いなく影響を与えています。消費者がインターネットプランを選択する際に十分な情報に基づいた意思決定ができるように、ISPはデータ通信量の制限や速度制限に関する慣行を必要なレベルの詳細情報とともに公開する必要があります。一部の速度制限や制限戦略の最終的な効果はISP間で比較するのが難しい場合もありますが、速度制限や制限のあるインターネット接続全般に共通する基本的な指標は以下のとおりです。
ISPは帯域幅を積極的に制限する可能性があるが、制限が特定のプロトコルに集中している場合は、制限を回避する方法がいくつかあります（ただし、これらの方法の中には、特定のプランの利用規約に違反するものもあります）。[ 36 ]
のBell Canadaは、来年からピアツーピアファイル共有の速度制限を停止すると発表した。