遅延、パケットロス、距離、アプリケーションのパフォーマンス。 これらの用語は互いにどのような関係があるのでしょうか？

グローバル企業のITネットワークを管理する場合、一歩下がって全体像を把握することが重要です。

これは「ネットワーキング101」のように聞こえるかもしれませんが、これらの用語の関係と、それらが組み合わさってアプリケーション・パフォーマンスに与える影響を理解することは非常に重要です。

定義

  • (ネットワーク）遅延とは、データのパケットがある指定ポイントから別の指定ポイントに到達するまでにかかる時間のことです。
  • パケットロスとは、1つまたは複数の送信パケット（データ、音声、ビデオのいずれか）が宛先に到着しないことです。
  • 距離とは、2点間、あるいは企業ネットワークの場合は2つのオフィスの間に介在する空間のことです。
  • TCP（TransmissionControl Protocol）は、アプリケーション・プログラムがデータを交換するためのネットワーク会話を確立し、維持する方法を定義した標準規格です。

全体像

オリジンサーバーとそのサーバーにアクセスするユーザーとの間に距離がある場合、タスクを完了するために、ユーザーは信頼できるネットワークに接続する必要があります。 このネットワークは、ポイント・ツー・ポイント・リンクやMPLSのようなプライベート・ネットワークかもしれません。 また、一般的にはインターネット上で公開されることもあります。 ネットワークにパケットロスがある場合、サーバーとユーザー間の全体的なスループットは、距離が長くなるにつれて大幅に低下します。 つまり、ユーザーがオリジン・サーバーから離れれば離れるほど、ネットワークは使いにくくなります。

なぜですか？

主な原因はTCP（Transmission Control Protocol）で、アプリケーション・プログラムがデータを交換するためのネットワーク会話を確立・維持する方法を定義した標準規格です。

TCPは、信頼性が高く、順序付けられ、エラーチェックされたデータの配信を、ネットワークを介してサーバーとユーザーの間で提供するプロトコルまたはメカニズムです。 TCPはいいやつで、データの品質向上に貢献してくれています。 これは、データを送信する前に、まずリモートホストやサーバーとの接続を確立する必要があるデータ通信モードを意味します。

TCPコネクションの確立の次のステップは、フロー制御を確立して、送信者がデータを送信する速度と、受信者がこのデータを受信する信頼性を決定することです。 ネットワークの品質に応じて、フローは両端からネゴシエートされたウィンドウ・サイズによって決定されます。 クライアントとサーバーがネットワークの特性を異なって見ている場合、両端が一致しないことがあります。

TCPコネクションのフロー制御
これはアプリケーションのパフォーマンスに大きな影響を与えます！

FTPのような特定のアプリケーションは、単一のフローを使用し、操作を完了するために利用可能な最大ウィンドウ・サイズにスケーリングします。 しかし、ウィンドウズベースのアプリケーションはより「おしゃべり」な傾向があり、操作を完了させるために何度もやり取りをする必要があります。

考慮すべき単純化されたモデル：

ネットワーク＋パケットロス＋高遅延＝TCPアプリケーションのアプリケーション・パフォーマンス。

実際、達成可能な最大スループットのグラフを見ると、どうやって長距離のコラボレーションを実現しているのか不思議になります。

ネットワーク距離の増加に伴う最大TCPスループット
ネットワーク距離の増加に伴う最大TCPスループット

音声とビデオは、特に長距離のインターネット回線でパケットロスが発生すると、パフォーマンスが低下します。 しかし、最小限のパケットロスでさえ、遅延やジッターと組み合わさると、ネットワークはリアルタイムのトラフィックには使えなくなります。 なぜですか？ これらのアプリケーションはUDP（User Datagram Protocol）上で実行されるためです。

すべてのやりとりを管理する善人であるTCPとは異なり、UDPは気にもかけません。 UDPはコネクションレスで、操作の前にハンドシェーキングを行わないため、基礎となるネットワークの信頼性の低さをユーザーにさらすことになります。 配達の保証はありません。

グローバルなユーザー・ベースを抱え、アプリケーション・パフォーマンスの問題が深刻化している企業の多くが、このような道を選びがちです。

  1. インターネットのリンクを中心に。 より多くの帯域幅を購入. 通常、スループットは多少向上しますが、問題を解決するほどではありません。
  2. MPLSリンクへのアップグレード 配備まで6～9カ月。 長距離接続の問題は解決されていないことを認識してください。
  3. ますます多くの帯域幅を消費します。 QoSを導入して輻輳とリアルタイムトラフィックへの影響に対処します。 十分な帯域幅が設定されていれば、音声とビデオは問題ありません。
  4. このような驚くべきペースで帯域幅を購入し続ける余裕はないことを認識してください。
  5. WAN最適化アプライアンスを追加します。 TCPの最適化、データの圧縮、アプリケーション・プロキシによって、スループットの問題は解決されています。
  6. WAN最適化ハードウェアを管理・維持するための価格が高騰し、アプライアンスを更新する時期になると、価格ショックに見舞われます。
  7. 選択肢を検討してください。 クラウドサービス？ モビリティ？
  8. 企業全体のネットワーク設計を再検討してください。 そのネットワークを変革することを誓います。 クラウドとモビリティのための計画。 ビッグデータと増大するニーズに対応 買収やビジネスの変化に対応。

どうやるんですか？ 現状が破綻していることをご存じであれば、従来のハードウェア・ベンダーが、ビジネスモデルが完全に時代遅れになる前に、それらの箱から最後の1セントまで搾り取ろうとしていることもご存じでしょう。

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