帯域幅管理

帯域幅管理とは、ネットワークリンク上の通信（トラフィック、パケット）を測定および制御するプロセスであり、リンクが容量いっぱいになったり、リンクが過剰に満たされたりすることを防ぎます。 ^{[1]帯域幅管理により、}ネットワークの輻輳やネットワークのパフォーマンス低下につながります。帯域幅はビットレートで表され、ビット/秒（bit/s）またはバイト/秒（B/s）の単位で測定されます。^[2]

帯域幅管理のメカニズムと技術

帯域幅管理メカニズムはパフォーマンスをさらに向上させるために使用でき、次のようなものが含まれます。

トラフィックシェーピング^[3]（レート制限）: ^[4]
- トークンバケット
- 漏れやすいバケツ
- TCPレート制御 - TCPウィンドウサイズを人為的に調整し、送信者に返されるACKのレートを制御する^[5]^[6]
スケジューリングアルゴリズム:
- 重み付け公平キューイング（WFQ）^[7]
- クラスベースの重み付け公平キューイング
- 加重ラウンドロビン(WRR)
- 赤字加重ラウンドロビン（DWRR）
- 階層的公正サービス曲線(HFSC)
混雑回避: ^[1]
- RED、WRED -ポートキューバッファのテールドロップの可能性を減らし、 TCPグローバル同期の可能性を低下させます。
- ポリシング（コミットされたトラフィックレートとバーストサイズを超えたパケットをマーク/ドロップする）^[8]
- 明示的な輻輳通知
- バッファチューニング - ^[9]ルータが使用可能なメモリからバッファを割り当てる方法を変更し、一時的なトラフィックのバースト中にパケットがドロップされるのを防ぐことができます。
帯域幅予約プロトコル/アルゴリズム
- リソース予約プロトコル（RSVP）は、アプリケーションがネットワークに要求を効率的かつ堅牢に伝える手段です。^[10]
- 制約ベースルーティングラベル配布プロトコル(CR-LDP)
- トップノードアルゴリズム
トラフィック分類- 上記の技術を各トラフィッククラスに別々に適用できるように、何らかのポリシーに従ってトラフィックを分類する

リンクパフォーマンス

特定のリンクのパフォーマンスを制限する可能性のある問題には、次のようなものがあります。

TCPは、パケットがドロップされ始めるまで接続をフラッディングすることで接続容量を決定します（スロースタート）
ルーターのキューイングにより、ネットワークが容量に近づくと（時には容量を超えると）、遅延とジッターが増大します。
ネットワーク容量に達したときにTCPグローバル同期を行うと、帯域幅が無駄になる
ウェブトラフィックのバースト性には、バーストトラフィックに迅速に対応するための予備の帯域幅が必要である。
インターネット上の明示的な輻輳通知とサービス品質管理に対する広範なサポートの欠如
インターネットサービスプロバイダーは通常、リンクの端でキュー管理とサービス品質を管理しています。
ウィンドウシェーピングにより、ハイエンド製品はトラフィックフローを削減し、キューの深さを減らし、より多くのユーザーがより多くの帯域幅を公平に共有できるようになります。

ツールとテクニック

パケットスニファー^[11]は、ネットワーク上を移動する情報を盗聴してネットワークトラフィックを盗聴するプログラムまたはデバイスである。
ネットワークトラフィック測定

参照

帯域幅の上限
帯域幅管理はネットワーク管理とパフォーマンス管理のサブセットです
NetFlowとIPFIXデータを使用した帯域幅管理
帯域幅の調整
顧客サービスユニットユーザーの通信機器のデータレートを調整するデバイス
INASPは帯域幅管理トレーニングワークショップを実施し、レポートを作成しています。
ネットワーク輻輳回避では、ルーターの輻輳を防止および管理するためのいくつかの手法がリストされています。
ネットワークトラフィック測定はネットワーク監視のサブセットです
トラフィックシェーピングとレート制限は帯域幅管理（トラフィック制御）技術である。

参考文献

^ ab https://www.internetsociety.org/wp-content/uploads/2017/08/BWroundtable_report-1.0.pdf 帯域幅管理に関するインターネット協会
^ 「Bits Per Second」www.edrm.net . 2020年7月23日閲覧。
^ IETF RFC 2475「差別化サービスのためのアーキテクチャ」セクション2.3.3.3 - 「Shaper」のインターネット標準定義
^ AppNeta. 「レート制限の検出: 帯域幅と遅延」。Appneta 。2020 年 7 月 23 日閲覧。
^ 「TCP レート制御」(PDF)。
^ Handley, Mark; Padhye, Jitendra; Floyd, Sally; Widmer, Joerg (2008). 「TCP Friendly Rate Control (TFRC): Protocol Specifications」. tools.ietf.org . doi : 10.17487/RFC5348 . 2020-07-23閲覧。
^ Stiliadis, D.; Varma, A. (1998). 「レイテンシーレートサーバー: トラフィックスケジューリングアルゴリズムの分析のための一般的なモデル」(PDF) . IEEE/ACM Transactions on Networking . 6 (5): 611. doi :10.1109/90.731196. S2CID 206475858. 2016-03-04 にオリジナル(PDF)からアーカイブ。2020-07-23に取得。
^ 「トラフィックシェーピングとポリシング（輻輳回避、ポリシング、シェーピング、およびリンク効率メカニズム）」。what-when-how.com 。 2023年12月27日閲覧。
^ 「バッファチューニング」(PDF)。
^ Sonia Fahmy、Raj Jain (2000)。「Resource ReSerVation Protocol (RSVP)」(PDF)。Rafael Osso (編)『Handbook of Emerging Communications Technologies: The Next Decade』。CRC Press。S2CID 18245741 –セントルイスのワシントン大学経由。
^ 「スニファーの基礎と検出」(PDF)。

「マルチサービスネットワーク向け IP および MPLS QoS の導入: 理論と実践」、John Evans、Clarence Filsfils 著 (Morgan Kaufmann、2007 年、ISBN 0-12-370549-5 )

外部リンク

帯域幅管理ツール、戦略、および問題
図書館向け TechSoup: 帯域幅管理
帯域幅監視の本当の価格
スニファーの基礎と検出

[:0-1] ttps://www.internetsociety.org/wp-content/uploads/2017/08/BWroundtable_report-1.0.pdf 帯域幅管理に関するインターネット協会

[2] 「Bits Per Second」www.edrm.net . 2020年7月23日閲覧。

[3] IETF RFC 2475「差別化サービスのためのアーキテクチャ」セクション2.3.3.3 - 「Shaper」のインターネット標準定義

[4] AppNeta. 「レート制限の検出: 帯域幅と遅延」。Appneta 。2020 年 7 月 23 日閲覧。

[5] 「TCP レート制御」(PDF)。

[6] Handley, Mark; Padhye, Jitendra; Floyd, Sally; Widmer, Joerg (2008). 「TCP Friendly Rate Control (TFRC): Protocol Specifications」. tools.ietf.org . doi : 10.17487/RFC5348 . 2020-07-23閲覧。

[7] Stiliadis, D.; Varma, A. (1998). 「レイテンシーレートサーバー: トラフィックスケジューリングアルゴリズムの分析のための一般的なモデル」(PDF) . IEEE/ACM Transactions on Networking . 6 (5): 611. doi :10.1109/90.731196. S2CID 206475858. 2016-03-04 にオリジナル(PDF)からアーカイブ。2020-07-23に取得。

[8] 「トラフィックシェーピングとポリシング（輻輳回避、ポリシング、シェーピング、およびリンク効率メカニズム）」。what-when-how.com 。 2023年12月27日閲覧。

[9] 「バッファチューニング」(PDF)。

[10] Sonia Fahmy、Raj Jain (2000)。「Resource ReSerVation Protocol (RSVP)」(PDF)。Rafael Osso (編)『Handbook of Emerging Communications Technologies: The Next Decade』。CRC Press。S2CID 18245741 –セントルイスのワシントン大学経由。

[11] 「スニファーの基礎と検出」(PDF)。