QoSの基礎

この単元で学ぶこと

QoSは、ネットワークが混雑したときに、通信の種類や重要度に応じて扱いを分けるための仕組みです。

この単元では、帯域幅、遅延、ジッタ、パケット損失、輻輳、分類、マーキング、DSCP、キューイング、シェーピングとポリシングの基本を学びます。

QoSが必要な理由

ネットワーク回線の容量には限りがあります。回線が混雑すると、音声、Web会議、業務アプリケーション、ファイル転送などが同じ出口で競合します。

QoSは回線そのものの帯域を増やす仕組みではありません。混雑時に重要な通信を識別し、優先順位や扱い方を制御して、利用者への影響を小さくするための仕組みです。

通信品質を表す指標

帯域幅は一定時間に送れるデータ量の目安です。遅延は送信してから到着するまでにかかる時間、ジッタは遅延のばらつき、パケット損失は途中で届かなかったパケットの割合を表します。

特に音声や双方向のWeb会議は、遅延、ジッタ、パケット損失の影響を受けやすいため、混雑時の扱いを検討します。

分類とマーキング

分類は、送信元・宛先IPアドレス、ポート番号、プロトコル、アプリケーションなどを条件にして、通信を見分ける処理です。

マーキングは、分類した通信に優先度を示す値を付ける処理です。IPヘッダーのDSCPは、パケットが受ける転送処理の分類に使われる代表的な値です。

DSCPと転送処理

DSCPはIPヘッダーのDSフィールドにある6ビットの値で、各ネットワーク機器がパケットをどのように扱うかを決める手掛かりになります。

ただし、DSCPを付けるだけで通信品質が必ず改善するわけではありません。ネットワーク全体で分類、マーキング、キューイングの方針をそろえることが重要です。

キューイング

出口回線が混雑すると、すべてのパケットを同時に送れません。キューイングは、送信待ちのパケットをキューに並べ、設定した方針に従って送信順序を制御する仕組みです。

音声などの遅延に弱い通信を優先する設計では、他の通信が完全に止まらないように、優先枠や帯域配分を適切に決める必要があります。

シェーピングとポリシング

シェーピングは、送信量を目標レートに合わせるためにパケットを一時的に待たせ、通信の送出をならす処理です。

ポリシングは、設定したレートを超える通信を制限する処理です。超過パケットを破棄したり、優先度を下げるように再マーキングしたりする構成があります。

QoS設計のポイント

まず、どの通信を守る必要があるかを決めます。音声、会議、業務アプリケーション、バックアップなどを同じ優先度にせず、影響度に応じて分類します。

QoSは出口での混雑が起きる場所を意識して設計します。回線速度、実際の利用状況、契約帯域、機器の対応機能を確認してから方針を決めます。

まず覚えたいポイント

QoSは、混雑時に重要な通信を守るための仕組みです。分類で通信を見分け、マーキングで優先度を示し、キューイングで送信順序を制御します。QoSは帯域を増やすものではなく、限られた帯域を目的に応じて使うための仕組みです。