エンドツーエンドの遅延

エンドツーエンド遅延または一方向遅延( OWD ) とは、パケットがネットワークを介して送信元から送信先まで送信されるのにかかる時間を指します。これは IPネットワーク監視でよく使用される用語で、送信元から送信先への一方向のパスのみが測定される点で ラウンドトリップ時間(RTT) とは異なります。

pingユーティリティは、RTT (ホストへの往復時間) を測定します。 RTT の半分は OWD の近似値としてよく使用されますが、これは輻輳、ホップ数、またはサービス品質(QoS) に関して、前方パスと後方パスが同じであることを前提としています。 この前提は必ずしも適切ではありません。 このような問題を回避するには、OWD を直接測定します。

OWD は、同期クロックを使用することで、IP ネットワークの2 つのポイントAとBの間で測定できます。Aはパケットにタイムスタンプを記録してBに送信し、B は受信時刻を記録して、その差として OWD を計算します。パケットの損失やパケットの並べ替えを回避するには、送信元と送信先で送信パケットを識別する必要があります。ただし、この方法には、両者の緊密な協力が必要であることや、測定された遅延の精度が同期精度に左右されるなど、いくつかの制限があります。

最小ペアプロトコルは、複数の協力エンティティA、B、C が、そのうちの1つと、協力度の低い4番目のエンティティ（例： BとX ）との間のOWDを測定できる例です。^[1]

2 つのネットワーク ノード間の伝送は非対称になる可能性があり、順方向の遅延と逆方向の遅延は等しくありません。RTT 値の半分は順方向の遅延と逆方向の遅延の平均であるため、エンドツーエンドの遅延の近似値として使用されることがあります。このような推定値の精度は、両方向の遅延分布の性質によって異なります。両方向の遅延がより対称的になるにつれて、精度は向上します。

順方向OWDと逆方向OWDの小さい方とその平均値（RTT/2）との間の絶対誤差Eの確率質量関数（ PMF）は、ネットワーク遅延分布の関数として次のように表すことができます。^[1]

$${\displaystyle \Pr(E=x)={\begin{cases}\displaystyle \sum _{i=0}^{\infty }f_{i}(a).f_{i}(b),&x=0,\\\displaystyle \sum _{i=0}^{\infty }f_{i}(a).f_{2x+i}(b)+\sum _{i=0}^{\infty }f_{i}(b).f_{2x+i}(a),&x>0,\end{cases}}}$$

ここで、aとbは順方向エッジと逆方向エッジであり、f _y ( z )はエッジzの遅延のPMFです（つまり、f _y ( z ) = Pr{エッジzの遅延= y }）。

ネットワークにおけるエンドツーエンドの遅延は、伝送遅延、伝播遅延、処理遅延、キューイング遅延など、いくつかの原因から発生します。

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