サービスの種類

サービスタイプ（ToS ）フィールドは、 IPv4 ヘッダーの2番目のバイトです。長年にわたりさまざまな目的で使用され、5つのRFCによってさまざまな方法で定義されてきました。^[1]

再定義される前は、ToS フィールドはデータグラムの優先度を指定し、低遅延、高スループット、または高信頼性のサービスのためのルートを要求できました。これらの ToS 値に基づいて、パケットは優先送信キューに入れられるか、^{[2]適切な遅延、スループット、または信頼性を持つルートをたどります。実際には、ToS フィールドは}米国国防総省のネットワーク以外では広く使用されることはありませんでした。しかし、多くの実験、研究、および展開作業は、これらの 8 ビットをどのように使用するかに焦点を合わせており、現在のDS フィールド定義につながっています。

ToSフィールド（およびIPv6パケットのトラフィッククラスフィールド）の最新の再定義では、このバイトが6ビットの差別化サービス（DS）フィールド^[3]と2ビットの明示的輻輳通知（ECN）フィールドに分割されています。^[4]差別化サービスはToSとある程度下位互換性がありますが、ECNはそうではありません。

IP ヘッダーの Type of Service フィールドは、もともと RFC 791 で定義され、それ以来IP PrecedenceとToS のために解釈されてきました。この定義は、主にメッセージのマルチレベル優先順位とプリエンプションを定義する米国国防総省仕様 JANAP-128 から派生したものです。この仕様では、各 IP パケットに優先順位を割り当てるメカニズムと、高スループット、高信頼性、低遅延などの特定の処理を要求するメカニズムが定義されています。RFC 1349 の更新では、Monetary Cost ビットが導入されました (このビットは以前は「将来の使用のために予約済み」とマークされていました)。RFC 1583 (OSPFv2) のセクション 2.4 では、ToS 対応のルーティング方法が導入されています。

実際には、フィールドの IP Precedence 部分のみが米国国防総省ネットワークの外部で使用されました。IP Precedence フィールドの値が高いほど、IP パケットの優先度が高くなります。一部の米国国防総省ネットワークでは、海洋ケーブル パスと衛星通信 (SATCOM) パスの両方が存在する場合に、それらのパス間のルート選択に遅延ビットを使用しました。IPv6 には IPv4 のような「従来の」ToS フィールドはありませんでした。これは、作成者がその草案作成時に DiffServ の取り組みを認識していたためです (RFC 2460 セクション 7)。

RFC 2474 では、このフィールド全体の定義が変更されました。現在は「DS」(Differentiated Services、DiffServ) フィールドと呼ばれ、上位 6 ビットには「DSCP」(Differentiated Services Code Point) と呼ばれる値が含まれています。DS の上位 3 ビットは、IP Precedence との互換性を維持します。RFC 3168 以降、残りの 2 ビット (最下位 2 ビット) は明示的輻輳通知に使用されます。

RFC 8622 では、他のトラフィック (ベスト エフォート トラフィック) によって優先される可能性のあるトラフィック用に、lower-effort (LE) DS が追加されました。これは、時間的に優先度が低いバルク データ転送など、優先度の低いバックグラウンド トラフィックを対象としています。

廃止される前、Type of Service フィールドは RFC 791 で次のように定義されていました。

優先順位は、優先度の高いパケットを他のパケットよりも重要なものとして扱う 3 ビットのフィールドです。ルータが混雑して一部のパケットを破棄する必要がある場合、ルータは優先度の最も低いパケットを最初に破棄します。優先順位フィールドは IP バージョン 4 の一部でしたが、使用されることはありませんでした。

RFC 1349 では、追加の「低コスト」フィールドが導入されました。使用可能な 4 つの ToS ビットは次のようになります。

ここでの命名はUnixオペレーティングシステムの慣例に従っています。^[5] RFC 1349とRFC 1060では、アプリケーションのデフォルト値として一度に1ビットを使用する例のみを示していますが、RFC 791では、3つの指示のうち最大2つを名目上設定する必要があるとされています。そのような使用法の1つはmod_iptosで知られています。^[6]

最後の 3 ビットは RFC 2474 以前に多くの定義を経てきたため (下記参照)、ドキュメントと実装が混乱したり矛盾したりする可能性があります。

RFC 2474 (1998 年 12 月にリリース) では、DS (または IPv4 ToS) フィールドの最初の 6 ビットが Differentiated Services Code Point (DSCP) 用に予約され、RFC 3168 では最後の 2 ビットがExplicit Congestion Notification (明示的輻輳通知) 用に予約されました。

DSCP は、定義する各値にクラス セレクタ (CS) の命名を定義します。これは、古い仕様に従う場合に IP 優先順位として解釈されるものを反映しています。

DSCP 命名法:

CS

クラスセレクター (RFC 2474)

AFxy

保証転送 (x=クラス、y=ドロップ優先順位) (RFC 2597)

EF

優先転送 (RFC 3246)

ル

低労力 (RFC 8622)

上記の表では、ToS フィールド全体の値として個々の値が書き出されています (あまり使用されない 5 ビット部分と混同しないでください)。

注: 上記の表では、ToS は 10 進形式で表示されています。ただし、多くのルータでは ToS は 16 進形式で表されます。

まず、IP 優先順位 1、つまり 2 進数から始めましょう。未使用の 5 ビットがゼロであると仮定すると、001ToS フィールド全体は になります。DSCP は に再セグメント化することで解釈できます。ここで、= 8 は CS1 に対応する DSCP 値です。 001 00000001000 00001000

頻繁に使用されるわけではありませんが、IP ToS 定義はUnix ライクまたはUnixオペレーティング システムでマクロとしてnetinet/ip.h広く使用されています。^[5]「lowcost」フィールドは、ECN サポートを示すための新しい用途のため、OpenBSD ではコメント アウトされています。^{[5]古い RFC 1349 用語の名残は、} Transmission 2.93 ^[7]や、このフィールドの設定をサポートする他のツール で確認できます。IPTOS_FIELDNAME

かつてUbuntuにパッケージ化されていた古いApacheモジュール「mod_iptos」には、ある時点以降に複数のRFC 1349オプションビットを一緒に使用する方法が出現したことが記されています。^[6]

• サービスクラス
• サービスの品質
• 明示的な輻輳通知

• John Evans、Clarence Filsfils (2007)。『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』。Morgan Kaufmann。ISBN 978-0123705495。

• Linux の高度なルーティングとトラフィック制御。IPChains 経由で ToS バイトを設定する方法
• ToS値によるシンプルなトラフィックキューイング