トラフィックシェーピングとポリシング

トラフィックコントロールとトラフィックシェーピングは、あるネットワークから別のネットワークへのトラフィックの流れを調整するために設計された2つの類似した方法です。これは、ネットワーク間で締結されたトラフィック契約に基づいて行われます。トラフィック契約は、2つのネットワーク間の契約である。伝送するトラフィックの種類と、帯域幅やサービス品質などトラフィックの性能要件を定義するものです。トラフィックエンジニアリングでは、トラフィックシェーピングやトラフィックマネジメント**は、サービス品質を提供する手法として広く用いられており、通常はネットワークのエッジに適用されますが、トラフィックソースに適用することも可能です。

交通警察とは？

トラフィック制御とは、ネットワーク上のトラフィックを監視し、合意されたトラフィックパラメーターに適合させるための措置を講じることである。基本的にはデータの流れを計測し、各パケットを監視し、違反が検出された場合のみパケットをドロップする。これは、各パケットに特定のレベルの一貫性（着色ともいう）をマークするものです。この連続的なプロセスは、複数の優先度クラスにわたって各インターフェースの送受信トラフィックの最大レートを制御するのに役立ちます。これは、サービスクラスとも呼ばれます。

モニタリングは、ポートレベル、イーサネットサービス、特定のサービスクラスなど、ネットワーク内のさまざまなレベルで実行されます。トラフィックコントロールは、「トークンバケツ」と呼ばれる特殊なアルゴリズムを使って、交通の流れを規制している。ある時間帯にインターフェース上で許可される最大トラフィック量を制御するための包括的な数学モデルです。これには、基本的に2つの要素があります。

1）トークン：あるネットワークから別のネットワークへ一定数のビットを送信する許可を示す。

2) バケット：指定された数のトークンを一度に格納するために使用されます。

ネットワーク上で動作するOSは、一定の割合でトークンをバケツに投入する。ネットワークに入る各パケットは、他のネットワークに転送する準備ができた時点で、そのパケットサイズに応じたトークンをバケットから取得します。バケツが満杯になると、新たに到着したトークンはすべて拒否される。また、これらの拒否されたトークンは、今後のパケットに使用することはできません。すべてのトークンは、トラフィックプロトコルで定義されたピーク伝送速度に従って生成されます。利用可能なトークンの数によって、パケットデータネットワークで送信するために選択されるパケットの数が決定されます。

トラフィックポリシングを最適化するために、トラフィックシングルレートカラーマークトラフィックポリシング、2レート3カラートラフィックポリシング、パーセンテージポリシングなど、様々なメカニズムが利用可能です。

トラフィックシェーピングとは何ですか？

トラフィックシェーピングとは、トラフィック管理で使用される技術で、望ましいトラフィックデータプロファイルを確認するために、一部または全部のパケットを遅延させることである。実際には、事前に設定可能な多くのパラメータに従って、移行モードでIPパケットを監視し、キューに入れることで機能するレート制限の一形態です。そのため、従来のデータの送信待ちのキューイング方法を変更した、特定のポリシーの実行が可能になります。

基本的に、トラフィックシェーピングは2つの原則に従って行われます。1つは、設定されたトラフィック制限に基づいて帯域幅の制限を適用し、帯域幅の要求が低いときにパケットをキューに入れて後で配信する方法です。第二の原則は、パケットバッファが満杯になったらパケットを破棄することです。ここで、ドロップされるパケットは、「ブロッキング」の原因となるパケットから選択される。同様に、トラフィック管理では、シェーピングによりトラフィックに優先順位を与える。その代わり、シェーピングは管理者の選択に従ってトラフィックに優先順位をつける。通信回線が満杯で、優先度の高いトラフィックが大幅に増加した場合、優先度の低いトラフィックを一定時間制限し、優先度の高いトラフィックのための機会を提供する。

この作業は通常、ある一定のトラフィック量（トラフィック契約における保証トラフィック量）をより優先度の高い業務量として扱い、この上限を超えるトラフィックは他のトラフィックと同じ優先度を持ち、優先度のない他のトラフィックと競合することで実現されます。

一般に、優れたトラフィックシェイパーは、トラフィックの優先順位に基づいて送信するトラフィック量を正確に決定する際に、大量のデータをキューに入れたままにしないものである。まず、優先されるトラフィックを測定し、それに基づいて、優先されないトラフィックを動的に制限しようとするものです。その結果、優先されたトラフィックのスループットに全く影響を与えません。

交通警察とシェーピング

-トラフィック制御とシェーピングは共にトークンバケツメカニズムで運用されます。

-フロー制御は、インターフェイス上のインバウンドまたはアウトバウンドのトラフィックを制御するために使用されますが、トラフィックシェーピングはアウトバウンドトラフィックの制御にのみ使用することができます。

-トラフィック制御とシェーピングは共にトークンバケツメカニズムで運用されます。

-トラフィックモニタリングは、インターフェイスのインバウンドまたはアウトバウンドトラフィックに使用できますが、トラフィックシェーピングはアウトバウンドトラフィックにのみ使用できます。

-どちらの仕組みでも、データの送受信速度を測定し、合意したトラフィック率に基づいてトラフィック契約上の措置を取る必要があります。

-モニタリングでは、トラフィックバーストを伝播し、トラフィックシェーピングでは、スムーズなパケット出力レートを提供します。

-シェーピングはキューイングをサポートし、遅延パケットをバッファリングするために十分なメモリを提供しますが、ポリシングはそうではありません。

-トラフィックシェーピングは、遅延したパケットを後から送信するための特別なスケジューリング機能が必要ですが、ポリシングは必要ありません。

-シェーピングではトークン値をビット/秒で設定し、ポリシーではバイトで設定します。

-トラフィックシェーピングにおけるキューイングは遅延を引き起こす可能性があります。特に、パケットをドロップすることによって出力パケットレートを制御するポリシーに対し、非常に長いキューになる可能性があります。これにより、パケットキューイングによる遅延を回避することができます。