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混雑の秘密：ネットワークトラフィックがパケットの損失を引き起こすのはなぜですか？
デジタル時代の出現により、インターネット使用の頻度が増加し、データトラフィックが急速に増加しました。この状況では、パケット損失の問題はますます注目されています。パケットの損失とは、この現象がユーザーのエクスペリエンスに影響を与えるだけでなく、ネットワークの全体的な効率にも影響を与えるため、一部のパケットが宛先に到達したことを指します。
パケットの喪失は、メディアの再生やオンラインゲームのストリーミングなどのリアルタイムアプリケーションでのユーザーのエクスペリエンスに影響を与えます。
パケットが失われた理由は何ですか？この問題の中核は、ネットワークの運用原則にあります。Internet Protocol（IP）は、ルーターの実装プロセスをシンプルに保つために最適な努力を提供することを目指して、端末から末端間原則を採用しています。ネットワークが自体で信頼できる送信を確保する必要がある場合、各ルーターは、各ノードがパケットを正しく受信するように多くの追加のストレージスペースを占有する必要があります。
さらに、インスタント文化コンテンツの送信など、場合によっては、時代遅れのパケットを長時間待つよりも、最近のパケットをすばやく送信することがより重要です。これにより、多くのルーターが高トラフィックネットワーク環境でのデータパケットの送信を無視することを選択し、その結果、損失が発生します。
パケット損失の現象は、送信者に暗黙の信号を送信し、ネットワークが劣っていることを伝え、帯域幅の使用を減らすことを示唆しているようなものです。
パケット損失に影響する要因
パケットの損失は、さまざまな要因の影響を受けますが、その中で最も重要なのはネットワーク輻輳です。ルーターまたはネットワークセクションが処理能力を超えて情報を継続的に受信すると、必然的に一部のパケットが破棄されます。この現象は、特別な状況では特にボトルネックとして知られており、より明白になります。
たとえば、ワイヤレスネットワークの環境はさらに変動します。理論的に最適化されたネットワーク環境でさえ、ワイヤレス伝送の結果は、理想的な基準を満たすのが難しいことがよくあります。
"TCPは、伝送速度がしばしばワイヤレスネットワークで理論的価値に達することができないように設計されています。"
パケット損失の影響
パケットの損失は、ネットワーク伝送効率の低下に直接つながります。たとえば、一部のプロトコルでは、パケットが失われると、送信者は送信速度を自動的に削減して、さらなるボトルネックを避けます。時々、これらの欠落したパケットを再送信するためにresする必要があります。これにより、遅延を引き起こし、追加の帯域幅を消費する可能性があります。
許容可能なパケット損失率は、データの種類によって異なることに注意してください。たとえば、VoIPコールでは、1分あたり1つまたは2つのパケットを失うと、通話品質への影響は限られていますが、損失が5％から10％に上昇すると、コールの品質に大きく影響します。
「オーディオまたはビデオストリームの送信のために、パケットの損失は通常良いと見なされます。」
パケット損失を検出して診断する方法
データパケットの損失を効果的に管理するために、ネットワークマネージャーは多くの場合、さまざまなツールやプロトコルに依存しています。その中で、インターネット制御情報プロトコル（ICMP）は、特別なデータパケットを送信して損失条件を検出するための返信メカニズムを提供します。Ping、Tracerouteなどのツールは、このテクノロジーを使用してパスを視覚化し、各ジャンプポイントの損失率を測定します。
さらに、多くのルーターには、所有者が一定の期間にわたって損失率を表示できるステータスページまたはログも装備されています。これらの効果的な管理方法により、ネットワーク管理者はネットワーク条件をタイムリーに把握し、対応する調整を行うことができます。
再送信メカニズムと信頼できる伝送戦略
インターネットのエンドツーエンドの原則によれば、データの再送信の責任は、データの送信および受信端にあります。これは、アプリケーションが失われたパケットを再送信するかどうかを決定する必要があることを意味します。TCPなどの信頼できる伝送プロトコルは、データの信頼できる送信を確保するための簡単なメカニズムを提供し、送信が故障するたびに、受信者が未確認のセグメントの再送信を要求できるようにします。
ただし、TCPが失われたパケットの再送信でうまく機能する場合でも、このプロセスは、受信者が再送信を待つ必要があるため、接続の合計スループットを減らします。TCPとは異なり、Connectionless UDPプロトコルは紛失したパケットを自動的に再送信することはなく、ユーザーは自分で損失に対処する必要があります。
結論
パケットの損失は、ネットワークトラフィック管理における大きな課題であり、ユーザーエクスペリエンスとネットワーク運用効率に大きな影響を与えます。ただし、合理的なネットワーク戦略と技術的手段により、パケットの損失を効果的に減らすことができる場合があります。ネットワークテクノロジーの将来の開発におけるパケット損失の問題をどのようにさらに改善すべきだと思いますか？
