QoSとは？動作原理・メリットを解説

<p style="text-align:center;">
	<span style="color:#E56600;">&emsp;<a href="https://www.fs.com/jp/" target="_blank"><img src="https://media.fs.com/images/community/upload/kindEditor/202109/07/20210907-101427-1630995673-dknMY7cDpX.gif" alt="" width="800" height="90" title="" align="" /></a></span> 
</p>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<span style="font-size:14px;">&emsp;IP電話による音声通話、メール送受信、ユーザー間のファイル転送、動画や映像の配信など、異なるアプリケーションによって帯域幅の利用率が大きく変わる。輻輳が発生したり、パケット損失率がひどくなったり、ネットワーク全体の効率性が落ちたりするといった問題にも繋がる。</span> 
</p>
&emsp;<span style="font-size:14px;">安全かつ安定したネットワークを構築するために、データ伝送の優先順位を決めて転送することで、通信品質を確保する技術「QoS」が用いられる。</span> 
<p>
	<iframe width="800" height="400" src="https://www.youtube.com/embed/BUGW0ht-y5s" frameborder="0">
	</iframe>
</p>
<p style="text-align:center;">
	<a href="https://www.fs.com/jp/products/108710.html" target="_blank"><span style="color:#E53333;"><strong><u><span style="font-size:12px;">関</span><span style="font-size:12px;">連商品：</span></u></strong></span><span style="color:#E53333;font-size:12px;"><strong><u>S5860-20SQ（20x10Gb SFP+、4x25Gb SFP28）｜164,697円</u></strong></span></a> 
</p>

<h2 class="Cou_tit">
	目次
</h2>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<a href="#1">QoSを実装していない場合</a> 
</p>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<a href="#2">QoSとは</a> 
</p>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<a href="#3">QoSによるトラフィックの制御方法</a> 
</p>
<div class="new_community_blog_detail_underline">
</div>
<h2 class="tit_one community_blog_detail_tit_one" id="1">
	QoSを実装していない場合
</h2>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<span style="font-size:14px;">&emsp;トラフィックが混雑していて、Webサイト閲覧、動画視聴、音声通話が<span style="color:#009900;"><strong>スムーズに進行できない</strong></span>。<span style="color:#009900;"><strong>パケットロスも多発</strong></span>。</span> 
</p>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1" style="text-align:center;">
	<span style="font-size:14px;"><img src="https://media.fs.com/images/community/upload/kindEditor/202203/07/qos-no-1646625969-FeG9xvbw3Z.jpg" alt="図１：混雑によるパケットロス" width="800" height="270" title="図１：混雑によるパケットロス" align="" /><br />
</span> 
</p>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1" style="text-align:center;">
	<span style="font-size:12px;">図１：混雑によるパケットロス</span> 
</p>
<div class="new_community_blog_detail_underline">
</div>
<h2 class="tit_one community_blog_detail_tit_one" id="2">
	QoSとは
</h2>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<span style="font-size:14px;">&emsp;<span style="color:#009900;"><strong>QoSとは、Quality of Service（サービスの品質）の略で、通信時の速度や品質を保証する技術である。つまり、ネットワーク内の通信が低遅延で高速に行われるように、帯域制御・輻輳管理に働きかけるのはQoSである。</strong></span></span> 
</p>
<span style="font-size:14px;">&emsp;特にリアルタイム通信の高品質が要求される場合に、動画や映像の再生、Zoom、SkypeやMicrosoft Teamsが用いられる遠隔会議などのデータ通信を優先させる仕組みが含まれる。</span> 
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;また、重要なシステム通信において、基幹システムのパケットロスや遅延を優先的に処理して、輻輳を回避することもある。</span> 
</p>
<p style="text-align:center;">
	<span style="font-size:14px;"><img src="https://media.fs.com/images/community/upload/kindEditor/202203/07/qos-yes-1646625997-eTIEE6Tu7M.jpg" alt="図２：QoSによる通信品質の改善" width="800" height="270" title="図２：QoSによる通信品質の改善" align="" /><br />
</span> 
</p>
<p style="text-align:center;">
	<span style="font-size:12px;">図２：QoSによる通信品質の改善</span> 
</p>
<h3 class="new_community_detaile_section_h3 new_community_detaile_section_h3_1">
</h3>
<h3 class="new_community_detaile_section_h3 new_community_detaile_section_h3_1">
	<span style="color:#337FE5;">トラフィックの分類に基づく優先順位づけ</span> 
</h3>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<span style="font-size:14px;">&emsp;通信プロトコルは大まかコネクションレス型のUDPとコネクション型のTCPに分けられる。</span> 
</p>
<span style="font-size:14px;">&emsp;UDPとTCPは共に同じくトランスポート層（TCP/IPモデルの第３層）に位置する。その上位層にはUDPを利用する音声・映像トラフィックとTCPを利用するFTPトラフィックが存在する。<br />
</span> 
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;上述したように、QoSにより音声・映像トラフィックの転送を優先させ、FTPトラフィックを遅らせることがある。</span> 
</p>
<p>
	&emsp;<span style="font-size:14px;"><span style="color:#009900;">関連記事：</span>「</span><span style="font-size:14px;"><a href="https://community.fs.com/jp/blog/udp-tcp-go-to-find-the-difference.html" target="_blank"><span style="color:#E53333;"><strong><u>UDPとTCP、QoSの動作基礎を解説</u></strong></span></a>」</span> 
</p>
<h3 class="new_community_detaile_section_h3 new_community_detaile_section_h3_1">
	<span style="color:#337FE5;">トラフィック分類の比較</span> 
</h3>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<span style="font-size:14px;">&emsp;◉ FTP（File Transfer Protocol）トラフィック：画像やテキストなどのファイルを転送する際に使われるプロトコル。</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;◉ 音声・映像トラフィック：動画の再生、音声通話などのアプリケーションにおいて、音声や映像ファイルを転送するためのプロトコル（例えば：Zoom、Skype、Microsoft Teamsなどを用いた遠隔会議、Youtube、Twitchなどでの生配信）。</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;"><br />
</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;"> 
	<table style="width:100%;" cellpadding="2" cellspacing="0" border="1" bordercolor="#337FE5">
		<tbody>
			<tr>
				<td>
					<p style="text-align:center;">
						<span style="font-size:14px;">タイプ</span> 
					</p>
				</td>
				<td style="text-align:center;">
					<span style="font-size:14px;">音声・映像トラフィック</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
				</td>
				<td style="text-align:center;">
					<span style="font-size:14px;">FTP</span><span style="font-size:14px;">トラフィック</span><span style="font-size:14px;"></span><br />
				</td>
			</tr>
			<tr>
				<td>
					<p style="text-align:center;">
						<span style="font-size:14px;">特徴</span> 
					</p>
				</td>
				<td>
					<p>
						<span style="font-size:14px;">１、必要な帯域幅は比較的に低い</span> 
					</p>
					<p>
						<span style="font-size:14px;">２、リアルタイム性が求められ、高速で低遅延の通信を要求する</span><span style="font-size:14px;"></span> 
					</p>
				</td>
				<td>
					<p>
						<span style="font-size:14px;">１、データ転送に必要な帯域幅が高い</span> 
					</p>
					<p>
						<span style="font-size:14px;">２、TCPの再送信により、高い安定性だがリアルタイム通信に向いてない</span> 
					</p>
					<p>
						<span style="font-size:14px;">３、バースト性：輻輳による帯域幅の占有、一時的な通信の集中が起こりがち</span> 
					</p>
				</td>
			</tr>
		</tbody>
	</table>
</span> 
</p>
<div class="new_community_blog_detail_underline">
</div>
<h2 class="tit_one community_blog_detail_tit_one" id="3">
	QoSによるトラフィックの制御方法
</h2>
<p style="text-align:center;">
	<a href="https://www.fs.com/jp/c/fiber-optic-transceivers-9" target="_blank"><img src="https://media.fs.com/images/community/upload/kindEditor/202107/29/jp-module-1627540587-wPErDWeb7I.png" alt="" width="800" height="90" title="" align="" /></a> 
</p>
<h3 class="new_community_detaile_section_h3 new_community_detaile_section_h3_1">
	<span style="color:#337FE5;">１、優先制御（DiffServ / Differentiated Services）</span> 
</h3>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<span style="font-size:14px;">&emsp;通信トラフィックの種類次第で優先順位を決め、優先順位に従ってパケットを送り出す手法である。</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;例えば：FTHトラフィックと音声・映像トラフィックを順位づけして、<span style="color:#009900;"><strong>リアルタイム性を強調するアプリケーションに必要な音声・映像データを優先的に転送させることが可能</strong></span>。</span> 
</p>
<p style="text-align:center;">
	<span style="font-size:14px;"><img src="https://media.fs.com/images/community/upload/kindEditor/202203/07/qos%E9%A0%86%E7%95%AA%E5%BE%85%E3%81%A1-1646626030-8QJSVLBC3g.jpg" alt="図３：QoSの動作原理" width="800" height="400" title="図３：QoSの動作原理" align="" /><br />
</span> 
</p>
<p style="text-align:center;">
	<span style="font-size:12px;">図３：QoSの動作原理</span> 
</p>
<h3 class="new_community_detaile_section_h3 new_community_detaile_section_h3_1">
</h3>
<h3 class="new_community_detaile_section_h3 new_community_detaile_section_h3_1">
	<span style="color:#337FE5;">１−１、QoSの仕組み</span> 
</h3>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<span style="font-size:14px;">&emsp;１、クラス分け（Classification）：トラフィックを分類</span> 
</p>
<span style="font-size:14px;">&emsp;２、マーキング（Marking）：分類されたトラフィックの優先順位づけ<br />
</span><span style="font-size:14px;">&emsp;３、キューイング（Queuing）：優先度ごとにキューを用意して、異なるトラフィックをそれぞれのキューに振り分ける<br />
</span><span style="font-size:14px;">&emsp;４、スケジューリング（scheduling）：キューの優先度に応じてパケットを送信<br />
</span><span style="font-size:14px;">&emsp;注釈：キュー（queue）：データのリスト構造で、待ち行列の意味</span> 
<h3 class="new_community_detaile_section_h3 new_community_detaile_section_h3_1">
	<span style="color:#337FE5;">２、帯域制御（IntServ / Integrated Services）</span> 
</h3>
<p class="blog_p padding_top_none community_blog_detail_p community_blog_detail_p1">
	<span style="font-size:14px;">&emsp;特定のアプリケーションに必要な帯域を確保しておく。他の通信に干渉されないまま、関連のデータ転送がスムーズに進行できる。</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;ただし、<span style="color:#E56600;"><strong>受送信の優先順位を決めるわけではないので、設定された帯域制限を超えたら遅延が発生しかねない</strong></span>。</span> 
</p>
<p style="text-align:center;">
	<span style="font-size:14px;"><img src="https://media.fs.com/images/community/upload/kindEditor/202203/07/-1646626055-QBau4XPXL0.jpg" alt="図４：帯域占有" width="800" height="319" title="図４：帯域占有" align="" /><br />
</span> 
</p>
<p style="text-align:center;">
	<span style="font-size:12px;">図４：帯域占有</span> 
</p>
<p>
	<span style="font-size:14px;">&emsp;それが故に、QoSによる帯域幅の配分調整が必要になります。優先順位の高いアプリケーション（音声通話、遠隔会議などリアルタイム性が高い）の帯域を確保します。</span> 
</p>
<p style="text-align:center;">
	<span style="font-size:14px;"><img src="https://media.fs.com/images/community/upload/kindEditor/202203/07/-1646626140-d8PmDGgFba.jpg" alt="図５：QoSによる帯域制御" width="800" height="243" title="図５：QoSによる帯域制御" align="" /><br />
</span> 
</p>
<p style="text-align:center;">
	<span style="font-size:12px;">図５：QoSによる帯域制御</span> 
</p>