QoSのアーキテクチャ

このエントリーは、私がONT受験の際にまとめたメモです。

QoSを実際にネットワーク上に実装する際に次の3つのアーキテクチャがあります。

• ベストエフォート
• Integrated Service(IntServ)
• Differentiated Service(DiffServ)

ベストエフォート

何も特別な処理をせずに、ルータやスイッチなどのネットワークデバイスに到着した順番にパケットを転送するQoSアーキテクチャを ベストエフォート と呼びます。また、到着した順にパケットを転送するメカニズムを FIFO (First In First Out) と言います。

早い話が、ベストエフォートは何も考えずに届いた順番にパケットを転送しているだけです。先入先出法。

帯域幅が大きいLANでは、ベストエフォートであっても、あまり問題は発生しません。しかし、帯域幅の差があるサイトやWANなどの環境では、ベストエフォート型ではアプリケーションの通信が正常に行われない可能性があります。

Integrated Service (IntServ)

アプリケーションフローを認識し、フローごとにネットワークの帯域幅を予約したり、遅延を保証したりするQoSアーキテクチャを Integrated Service (IntServ) と呼びます。

IntServは、RSVP (Resource reSerVation Protocol) によって、あらかじめアプリケーションフローの経路上にあるデバイスで、アプリケーションの通信の為にネットワークの帯域幅を予約し、最小遅延を保証することができます。

ただし、現在のネットワーク上には非常に多くのアプリケーションフローが発生します。これらのフローを個別に認識して帯域幅を予約するのは、あまり効率がよくありません。IntServは、拡張性に多少の問題点があります。

IntServは、実際にパケットを転送する前に
「いまからアプリケーションのパケットを送信するから、優先して転送してあげてね」
ということをパケットの転送経路上のすべてのデバイスに通知します。この動作を シグナリング といっています。そのあとに、実際のパケットを転送します。

Diffrentiated Service (DiffServ)

DiffServは、アプリケーションのパケットを分類してグループ化します。そのグループに対して優先度を定義し、優先度に応じた転送を行うことによってQoS機能を提供します。Differentiatedとは「差別化」です。パケットを重要なものとそうでないもので差別化して転送します。

IntServとは異なり、DiffServでは、アプリケーションフローを認識するわけではありません。また、パケットをグループ化する基準は自由に決定することができ、柔軟な優先制御を行うことができます。分類したパケットのグループの優先度を表すために、IPヘッダ内の IP Precedence や DSCP (Differentiated Service Code Point) 、 IEEE802.1Qタグの CoS(Class of Service) などを使います。

つまり、エンドエンドで帯域確保は行わず、パケット受信したデバイスが独自にトラフィックを分類して処理を行うということです。これを PHB (Per HUB Behavior）と呼びます。
DiffServ対応していないデバイスでは、QoS処理は行われません。その為、スケーラビリティです。