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Quality of Service

索引 Quality of Service

QoS(Quality of Service、クオリティ・オブ・サービス)とは、制御工学やシステム工学の分野で広く使われる用語で、サービスがどれだけニーズに合っているか、ユーザを満足させられるかという尺度を表す。 QoSは一種の評価関数であるため、対象が同じであったとしても、その評価関数を設定した者ごとに値が異なる。 ここでは特に、コンピュータネットワークにおいて重要な通信の品質を確保するために、ルーターやレイヤー3スイッチに実装される技術のひとつとしてのQoSについて説明する。サービス品質とも呼ばれる日経NETWORK 2004年1月号 「特集2 QoS」p84-p85日経NETWORK 2007年8月号 「特集2 通信品質」p74-p75。LANスイッチ(レイヤー2スイッチ)も同様の機能を備えている。.

38 関係: 帯域制御ポリシーベースQoS保証ランダム初期検知リーキーバケットリアルタイムルーターレイヤ3スイッチトラフィックトラフィックシェーピングトークンバケットテレビ電話フロー制御制御工学アプリケーションソフトウェアアドミッション制御アクセスインターネットコンピュータネットワークシステム工学スループットスイッチングハブDiffServ評価関数輻輳輻輳制御電子メール電話網Internet Engineering Task ForceIntServIPマルチキャストIPネットワークIP電話Next Generation NetworkResource Reservation ProtocolSystems Network ArchitectureUser Datagram ProtocolVirtual Local Area NetworkWorld Wide Web

帯域制御

帯域制御(たいいきせいぎょ)、帯域制限(たいいきせいげん)(Bandwidth control/management)とは、QoS確保の目的で、コンピュータネットワークにおいてネットワークトラフィックやパケットの測定・制御を行うことである。 この項目においては、特にISPや携帯電話会社などの電気通信事業者において行われる帯域制御、帯域制限について述べる。.

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ポリシーベースQoS保証

ポリシーベース管理の手法にもとづいて QoS (サービス品質、とくに通信品質) を保証することをポリシーベースQoS保証という。.

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ランダム初期検知

350px ランダム初期検知(ランダムしょきけんち、random early detection, RED)あるいはランダム初期廃棄(ランダムしょきはいき、random early discard, RED)は、アクティブキュー管理アルゴリズムの一種。輻輳防止アルゴリズムの一種でもある。 従来からあるテールドロップ方式では、ルーターなどのネットワーク機器は可能な限り多くのパケットを溜め込み、バッファに入りきらなくなったパケットを単に捨ててしまう。バッファが常に満杯なら、ネットワークは輻輳状態である。テールドロップは不公平であると言われている。テールドロップはTCPグローバル同期の原因にもなり、全てのTCPコネクションが同時に待ち状態になり、同時に再開しようとする状態が発生しやすい。ネットワークは利用率が低下していくことになる。REDはこの問題への対処である。 REDでは、平均キュー長を監視し、確率に基づいてパケットを捨てる(あるいはECNと組み合わせて使う場合は印を付ける)。キューが長くなると、入ってきたパケットを捨てる確率が高くなる。バッファが満杯になると、確率が1に達し、入ってきたパケットは全て捨てることになる。 RED はテールドロップよりも公平と言われている。あるホストがより多数のパケットを送出すると、パケットが捨てられる確率が高くなる。初期検知はTCPグローバル同期の発生を防ぐ助けとなる。 RED では、Quality of Service (QoS) による差別化が不可能となる。重み付きRED (WRED) と RED In/Out (RIO) は、QoS をある程度考慮した初期検知アルゴリズムである。.

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リーキーバケット

リーキーバケット(英: leaky bucket)とは、トラフィックシェーピングなどで使われるアルゴリズムである。一般にこのアルゴリズムはネットワークに注入されるデータの転送レートを制御するのに使われ、データ転送レートの「バースト性」を平準化する。 なお、バケット (bucket) とは、バケツのことであり、転送すべきネットワークトラフィックを集積する抽象化されたコンテナである(実装は例えばバッファやキュー)。.

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リアルタイム

リアルタイム(Real time)とは、英語で「即時に」や「同時に」、「実時間」という意味の言葉である。.

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ルーター

ルーターまたはルータ(router)は、コンピュータネットワークにおいて、データを2つ以上の異なるネットワーク間に中継する通信機器である。通信プロトコルにTCP/IPが使われるようになってから普及した。データをネットワーク層で、どのルートを通して転送すべきかを判断するルート選択機能を持つ。 260px アバイア 27Tbps ルータ.

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レイヤ3スイッチ

レイヤ3スイッチ(L3スイッチ)とは、コンピュータネットワークの構成機器で、主にLANの中核を構成する機器。OSI参照モデルにおけるネットワーク層(レイヤ3)データの転送処理を主な機能とする。 同様にレイヤ3機器であるルーターとは機能的に重複する部分が多く、従来、L3スイッチとルーターの違いは、ルーターが各種の低速回線インターフェースを構成可能なことに対し、L3スイッチはEthernetのインターフェースのみ持つとされていた。しかし、レイヤ3スイッチの多機能化に伴い、レイヤ3スイッチにおいても、レイヤ3同士のプロトコル変換、または、レイヤ3-レイヤ2のプロトコル変換機能が実装されるようになり、両者の明確な違いは曖昧になりつつある。現状においては、レイヤ3プロトコルの処理を主にハードウェア(もしくはそれに準ずるFPGA)で処理するものがレイヤ3スイッチ、主にソフトウェアで処理するものをルーターと分類する傾向にある。 VLAN対応のL2スイッチにルータ機能を組み込んだ装置がL3スイッチとして解説される事もある。.

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トラフィック

トラフィック (Traffic) は英語で交通を意味する。.

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トラフィックシェーピング

トラフィックシェーピング()とは、コンピュータネットワークのトラフィック(通信量)を制御し、パケットを遅延させることで通信性能を最適化/保証し、レイテンシを低減し、帯域幅を確保することである。パケットシェーピングともいう。.

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トークンバケット

トークンバケット(英: token bucket)とは、ネットワークへのデータ流入量を制御するアルゴリズムの一種であり、バースト性のあるデータ送信を許容する。いくつかの用途があるがトラフィックシェーピングの手法として使うことが多い。 なお、バケット (bucket) とは、バケツのことであり、転送すべきネットワークトラフィックを集積する抽象化されたコンテナである(実装は例えばバッファやキュー)。.

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テレビ電話

テレビ電話(テレビでんわ)とは、電話にビデオカメラとビデオモニター画面を組み合わせて、相手の顔を見ながら話すことができるシステムの名称である。.

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フロー制御

フロー制御(フローせいぎょ、flow control)は、コンピュータネットワークにおいて、2つのノード間で高速な送信側が低速な受信側をオーバーランさせてしまうことを防ぐようデータ転送のレートを管理するプロセスである。これは、ネットワークが混雑して輻輳が発生するのを制御する輻輳制御とは異なる。フロー制御機構は、受信ノードが送信ノードに対して何らかのフィードバックを返すかどうかで分類できる。 フロー制御は、送信側のコンピュータが受信側のコンピュータが受信して処理できるよりも高速に情報を送信する可能性がある場合に重要である。これは例えば受信側コンピュータが高負荷状態だった場合や性能が相対的に低い場合に発生する。.

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制御工学

制御工学(せいぎょこうがく、英語:control engineering)とは、入力および出力を持つシステムにおいて、その(状態変数ないし)出力を自由に制御する方法全般にかかわる学問分野を指す。主にフィードバック制御を対象にした工学である。 大別すると、制御工学は、数理モデルに対して主に数学を応用する制御理論と、それを実モデルに適用していく制御応用とからなる。応用分野は機械系、電気系、化学プロセスが中心であるが、ものを操ることに関する問題が含まれれば制御工学の対象となるため、広範な分野と関連がある。.

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アプリケーションソフトウェア

アプリケーションスイートである。 アプリケーションソフトウェア(application software, 応用ソフトウェア)は、アプリケーション(応用)プログラムともいい、ワープロや表計算などといった、コンピュータを「応用」する目的に応じた、コンピュータ・プログラムである。なお、それに対してシステムプログラムは、アプリケーションプログラムに対して処理実行のための計算機資源を抽象化して提供する、などのインフラとしての役割のプログラムであり、ユーザーが要求する情報処理を直接実行するものではなく、ユーザーが普段は意識することはない裏方的な存在がシステムプログラムである。.

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アドミッション制御

アドミッション制御(アドミッションせいぎょ)とは、これから通信をおこなう2者間で、その通信のために指定された通信帯域が確保できるかどうかを判断することをいう。より一般化された表現をすれば、資源の動的な配分方法を判断することをいう。電話網で言えば、呼び出し時に発信元から着信先までのネットワークパスを確保することに相当する。.

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アクセス

アクセス (access).

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インターネット

インターネット(internet)は、インターネット・プロトコル・スイートを使用し、複数のコンピュータネットワークを相互接続した、グローバルな情報通信網のことである。 インターネットは、光ファイバーや無線を含む幅広い通信技術により結合された、地域からグローバルまでの範囲を持つ、個人・公共・教育機関・商用・政府などの各ネットワークから構成された「ネットワークのネットワーク」であり、ウェブのハイパーテキスト文書やアプリケーション、電子メール、音声通信、ファイル共有のピア・トゥ・ピアなどを含む、広範な情報とサービスの基盤となっている。.

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コンピュータネットワーク

ンピュータネットワーク(computer network)は、複数のコンピュータを接続する技術。または、接続されたシステム全体。コンピュータシステムにおける「通信インフラ」自体、あるいは通信インフラによって実現される接続や通信の総体が(コンピュータ)ネットワークである、とも言える。.

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システム工学

テム工学(システムこうがく、systems engineering)とは、システムの設計、制御、および効率などを研究する学問(工学)である。ここでの「システム」の定義としては、システムの記事(システム#JIS Z 8115)などを参照のこと。工学として応用される実社会の具体例としては、工業プラントやロボットから、コンピュータを用いたシミュレーションゲームや人工補助脳(ロボットスーツに搭載されるもの)、会社組織や行政機関に至るまで、きわめて広範囲に及ぶ。システム工学は、個々の要素からシステムを合成するということと、複雑なシステムを解析するという、大きく分けて2つの目的がある。なおシステム科学も参照のこと。.

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スループット

ループット()は、一般に単位時間当たりの処理能力のこと。特に.

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スイッチングハブ

イッチングハブ (switching hub) とは、ネットワークにおいて中継をおこなう機器(ハブ)の一種である。.

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DiffServ

DiffServ (ディフサーブ、Differentiated Services) は IPネットワークにおいて IntServ のように通信フローごとに QoS 保証 (通信品質保証) を行うのでなく、複数のフローをまとめて (アグリゲートして) 数個程度のクラスを作り、クラスごとに決まった QoS 保証法の組合せを適用する QoS 保証法である。IETF の RFC 2474 などの標準ドキュメントによって規定されている。.

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評価関数

評価関数(ひょうかかんすう、evaluation function)とは、コンピュータにゲームをプレーさせるソフトウェアを開発する際に使われるプログラミング技術のひとつで、ゲームの局面の状態を静的に評価し数値に変換する関数のこと。.

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輻輳

輻輳(ふくそう)は、物が1か所に集中し混雑する様態をいう。医学、生物学領域では「輻湊」と表記する例もある。.

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輻輳制御

輻輳制御(ふくそうせいぎょ、congestion control)は、電気通信においてトラフィックを制御し、例えばパケットの転送レートを削減するなどして中間ノードやネットワークの許容量(処理能力やリンク数)を超過することによる輻輳さらには輻輳崩壊を防ぐことである。受信側が受けきれなくなるのを防ぐフロー制御とは異なる概念である。.

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電子メール

電子メール(でんしメール、英: Electronic mail、E-mail、Eメール)は、コンピュータネットワークを使用して、郵便のように情報等を交換する手段である。電子郵便(でんしゆうびん)とも言う。.

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電話網

電話網(でんわもう)は、電話回線を電話交換機で接続し、相互間通信を可能にする通信網である。 固定電話回線の電話網については、公衆交換電話網の項目を参照のこと。.

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Internet Engineering Task Force

The Internet Engineering Task Force(IETF、インターネット技術タスクフォース) はインターネットで利用される技術の標準を策定する組織である。 極めてオープンな組織で、実際の作業を行っている作業部会 (Working group; WG) のメーリングリストに参加することで、誰でも議論に参加することが可能となっている。 通常はメーリングリスト上で議論が進むが、年に3回(2回はアメリカ国内、1回はそれ以外の国)会議が開催される。この会議も参加費を払うことでだれでも参加が可能である。日本国内では2002年に横浜(パシフィコ横浜)で開催され、2009年11月には広島で開催された。また、2015年11月に再び横浜で開催されることが決定している。会議では、最終的に何か決定を下さなければならない場合にハミング(鼻歌)による表決(ラフコンセンサス)を取るという特徴がある。 策定された標準仕様は最終的にはRFCなどとして発行する。.

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IntServ

IntServ (イントサーブ、Integrated Services) とは、IPネットワークにおいて通信フローごとに帯域などのネットワーク資源を確保することによって QoS (通信品質) を確保しようとする QoS 保証通信サービスである。IETF の RFC 1633 などの標準ドキュメントによって規定されている。.

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IPマルチキャスト

IPマルチキャストは、Internet Protocol (IP) のデータグラムを特定の複数受信者に対して1回で送信するための方法である。IPマルチキャストはインターネットやLANにおいて、ストリーミング・アプリケーションによって利用されることがある。IPマルチキャストは、マルチキャストネットワーキングという一般的な概念の、IPに特化したバージョンと言える。マルチキャストはIPv4(クラスD)及びIPv6で特に予約されたマルチキャストアドレスブロックを用いる。IPv6では、IPv4で実装されていたブロードキャストアドレッシングをIPマルチキャストアドレッシングが置き換える。.

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IPネットワーク

IPネットワークまたはIP網(アイピーもう)は、インターネット・プロトコル・スイート技術を利用して相互接続されたコンピュータネットワークを意味する。これは、広義の「インターネット」(一般名詞、"an internet"英語圏では世間への普及にともない、"the Internet"(狭義のインターネット)を "the internet" (小文字)と書くようになっている。) と等しい。 なお、狭義の「インターネット」(固有名詞、"the Internet") は全世界規模で構築されている、インターネット・プロトコルによるネットワークを相互接続して構築されたARPANETを前身とする特定の世界的規模のネットワークを指す。 広義のインターネットについて、当該ネットワークの性格や用途や固有の識別(例えば社内ネットワークであるイントラネット、異なる企業間のネットワークであるエクストラネット、NTT東日本・西日本の地域IP網やNGN、KDDIのかつてのCDNなど)を特定せず、一般化した呼称として用いる。.

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IP電話

IP電話(アイピーでんわ)は、広い意味では電話網の一部もしくは全てにVoIP技術を利用する電話サービスである。音声のみのものが多いが、動画も利用できるテレビ電話サービスなども可能である。 狭い意味では、VoIP技術を加入者回線に利用するもののうち電気通信役務として規制されるものをさす。多くの国では、公衆交換電話網と相互接続されるものが該当する。電気通信事業者のIP加入者線を利用した電話番号の割り当てられるもの、インターネットをアクセス回線として利用した電話番号の割り当てられるもの、インターネットを利用した電話番号が割り当てられず発信のみのものに大別される。 また、一般的にはIP電話との認知は無いまたは薄いが、中継網にVoIPを活用している中継電話もある。IP電話とVoIPを区別せずに記述することもある。また、IPセントレックスなど内線電話のVoIP化として利用も増えている。 この項では、狭い意味でのIP電話サービスに関して述べる。その他については関連項目を参照。 なお正式名称は、「インターネットプロトコル (Internet Protocol) 電話」だが、本項では一般的な呼称である「IP電話」で記述する。.

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Next Generation Network

Next Generation Network(NGN、次世代ネットワークまたは次世代網)とは、FMCと呼ばれる固定・移動体通信を統合し、トリプルプレイ(Triple Play)と呼ばれる、電話・データ通信・ストリーミング放送が融合したマルチメディアサービスを実現する、インターネットプロトコル技術を利用する次世代電話網である。.

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Resource Reservation Protocol

Resource Reservation Protocol(リソース リザベーション プロトコル、訳:リソース予約プロトコル、略:RSVP)は、通信プロトコルの一つ。IPネットワークで送信元から送信先までの帯域をあらかじめ予約することで、ネットワーク上の通信路の品質保証を行なうプロトコルである。IETF の RFC 2205 によって規定されている。.

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Systems Network Architecture

Systems Network Architecture (SNA) は、IBM が1974年に作ったコンピュータネットワーク・アーキテクチャであり、更にはそれに基づいたプロトコルスタックである。.

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User Datagram Protocol

User Datagram Protocol(ユーザ データグラム プロトコル、UDP(ユーディーピー))は、主にインターネットで使用されるインターネット・プロトコル・スイートの中核プロトコルの一つ。.

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Virtual Local Area Network

Virtual Local Area Network(バーチャル・ローカル・エリア・ネットワーク、VLAN、仮想LAN)は、スイッチなどのネットワーク機器の機能により、物理的な接続形態とは別に仮想的なネットワークを構成することである。スイッチの接続ポートやMACアドレス、プロトコルなどに応じて、端末のグループ化を実現する。.

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World Wide Web

World Wide Web(ワールド・ワイド・ウェブ、略名:WWW)とは、インターネット上で提供されるハイパーテキストシステム。Web、ウェブ、W3(ダブリュー スリー)とも呼ばれる。俗には「インターネット」という表現がワールド・ワイド・ウェブを指す場合もある。.

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