レイテンシとは？
レイテンシとは、ネットワーク内で発生する遅延を指します。より具体的には、データがあるエンドポイントから別のエンドポイントに移動するのにかかる時間です。待ち時間はミリ秒単位で測定され、ほとんどの場合、ラウンドトリップとして計算されます。ウェブページの例を挙げると、待ち時間は、URLをクリックしてページがブラウザに読み込まれるまでにかかる時間です。往復時間が長いということは、ネットワークが最適に機能していないことを示しています。
どのくらいの遅延が理想か
ゼロレイテンシは理想的ですが、これは実際には不可能です。理論的には、インターネットの伝送は光速で移動できます。ただし、わずかな遅延は、送信プロセスの自然な副産物です。では、許容できる遅延の程度はどの程度でしょうか? Ciscoによると、スムーズな通信には300ミリ秒以下の遅延で十分です。
ジッタとは？
ジッタを正しく理解するには、まずネットワーク上でデータがどのように送信されるかを検討することが役立ちます。情報はパケットに分割され、等間隔で受信側に送信されます。宛先に到着すると、パケットは再構成されます。スムーズな通信では、データパケットは一貫して流れ、正しい順序で宛先に到着します。ただし、ネットワークの輻輳や時折の再ルーティングが原因で、データパケットが遅れて到着したり、順不同で到着したりすることがあります。伝送のこの待ち時間または遅延の変動は、ジッタと呼ばれます。遅延と同様に、ジッタもミリ秒単位で測定されます。高いジッタはレイテンシの大幅な変動を示し、低いジッタはマイナーな変化のみを示します。
どのくらいのジッタ許容範囲か
一様な遅延は音声やビデオのアプリケーションには影響しませんが、遅延の変動はVoIPやその他のサービスにとって悲惨な結果になる可能性があります。通常、30ミリ秒以下のジッタは許容範囲と見なされますが、これを超えるとユーザーエクスペリエンスに影響します。
レイテンシとジッタの違いは?
すでに説明したように、レイテンシは特定のネットワーク宛先へのデータ転送の遅延であり、ジッタはその遅延の変動（ばらつき）です。ただし、多くの開発者はジッタとレイテンシの観点から考えていますが、どちらか一方または両方が遅延する原因を見る必要があります。パケットのジッタがデータ転送のレイテンシを引き起こす可能性もあるため、この2つはそれよりも相互に関連しています。両方を最小限に抑えるには、影響と原因を理解し、レイテンシ（遅延）とジッタをテストして監視する方法を学ぶ必要があります。
ジッターとレイテンシーの影響
高いレイテンシまたはジッタは、通信パフォーマンス、特にリアルタイムのビデオおよび音声エンゲージメントに対する重大な障害となる可能性があります。この2つはリアルタイムのコミュニケーション体験でどのように現れるのでしょうか?
ユーザーにとって、途切れ途切れの通話、ロボットによるフィードバック、バッファリングの遅延、または接続の切断の経験ほどイライラするものはないということは、誰もが認めるところです。これはまさに、ネットワークで高ジッタが発生したときに発生することです。遅延も同様にイライラさせられ、通話の遅延、エコー、会話の重複を引き起こします。簡単に言えば、音声の遅延はレイテンシによって引き起こされ、通話品質はジッタによって影響を受けます。
コミュニケーションの悪さはさておき、レイテンシとジッタが大きいネットワークでのタイムアウトが原因で、時間に敏感なビジネス上の会話に壊滅的な影響を与える可能性があります。したがって、効果を制御することは、組織の効率と生産性を最適化する上で不可欠です。
しかし、最適化する上で「問題の根本原因」をどうやって知るのでしょうか？ ネットワークのテストと監視のオプションを考えてみましょう。
ネットワークのテスト
どちらかの中断を最小限に抑えるための最初のステップは、問題の原因としてレイテンシとジッタを区別することです。
レイテンシのテスト
レイテンシーは「ping時間」で説明されることが多く、ping時間が長いほどレイテンシが高いことを示します。Pingテストは、ネットワークの遅延を判断する最も簡単な方法であり、ネットワークにホームユーザーが含まれる場合に特に役立ちます。ただし、大規模で拡張されたネットワークを持つ企業は、より包括的なアプローチを取ることを希望する場合があります。これについては次のセクションで詳しく説明しますが、ここでは、簡単なコマンド プロンプトでレイテンシを測定する方法を見てみましょう。
- 「ping [IPアドレスまたはホスト名]」と入力し、Enter キーを押します。Google に pingするには、「ping www.google.com -t」と入力します。
- pingの応答時間を計測して表示します。
- 応答時間が予想よりも長い場合は、遅延に問題がある可能性があります。
- テストを停止するには、Ctrl+Cと入力します。
テストを停止すると、ミリ秒単位の最小、最大、および平均ラウンドトリップ時間と、パケット損失の概要が表示されます。
出力例を次に示します。
PING google.com (172.217.164.196): 56 データ バイト
172.217.164.196 から 64 バイト: icmp_seq=0 ttl=54 時間=17.8 ミリ秒
172.217.164.196 から 64 バイト: icmp_seq=1 ttl=54 時間=17.2 ミリ秒
64 バイト172.217.164.196: icmp_seq=2 ttl=54 time=17.3 ms
— google.com ping 統計 — 3 パケット送信、3 パケット受信、0.0% パケット損失
ラウンドトリップ min/avg/max/stddev = 17.2/17.5/17.8/ 0.2ミリ秒
ジッターのテスト
一見しただけでは、pingテストがネットワークのジッタを判断するのにどのように役立つかは明らかではないかもしれません。結局、ジッタとpingを直接測定する方法はありません。ただし、pingテストがまったく役に立たないというわけではありません。連続する各ping テスト間の値の平均差を計算することで、pingとジッタを特定して導き出すことができます。この値 (ミリ秒単位) は、ジッタの尺度です。つまり、ジッタは、時間の経過とともに pingが急上昇したり途切れたりする率と考えることができます。
もう1つの一般的なオプションは、TestMy.netなどのオンライン速度テストを使用することです。これにより、独自のpingテストを実行しなくても、ジッタと遅延のスコアが表示されます。
ただし、このようなツールはジッタスコアの一般的な概要を提供するだけであり、サーバー全体のレイテンシとジッタを測定するものではないことに注意してください。
レイテンシとジッタのモニタリング
上記のテストは良い出発点ですが、欠点がないわけではありません。また、開発者にとって長期的な解決策でもありません。
長期にわたって正確な全体像を把握するには、傾向と変化を追跡できるように、テストを継続的に繰り返す必要があります。さらに、pingテストは一般的に事後対応型のアプローチと見なされているため、競争が激しく、時間に敏感なビジネス環境では実用的ではありません。より効率的なソリューションを探している開発者は、より積極的なネットワーク監視システムを利用したいと思うかもしれません。
いくつかのオプションがあります。Paessler PRTG Network Monitorなどの製品には、膨大な数の異なるネットワーク状態を監視するためにカスタマイズできる複数のセンサーが含まれています。このような監視ツールは、最小しきい値を超えるたびに自動アラートを送信するように設定できます。また、ネットワークの健全性を完全に理解するのに役立つ履歴データを保存することもできます。
ネットワークのジッタと遅延をテストおよび監視するために使用する戦略とソフトウェアに関係なく、次のステップは原因を特定し、それらを排除または最小化することです。ただし、ご存知のように、レイテンシとジッタのトピックは単純ではありません。そのため、スムーズなリアルタイム通信をサポートするために最高品質のネットワークを維持するための頭痛と労力を取り除くことができるオールラウンドソリューションを探している場合は、他のテクノロジを検討することでメリットが得られる可能性があります。たとえば、Agora Video Chat SDKは、手放しで、複雑なテスト手順の正確性について自分で心配したりする必要なく、明確でシームレスなエクスペリエンスを提供します。
遅延とジッタの原因
遅延とジッタにはいくつかの原因があります。1つの側面のみに影響を与えるものもあれば、両方の要素に寄与するものもあります。そのため、それらのいずれかに対処するための手順を実行する前に、まず、レイテンシ、ジッタ、およびその両方に寄与する要因をしっかりと理解する必要があります。
ジッターとレイテンシの原因
不十分な帯域幅：遅延とジッターはどちらも不十分な帯域幅によって引き起こされます。つまり、ネットワーク全体で過剰な量のデータをプルしようとするデバイスが多すぎて、システムが需要に追いつけないということです。帯域幅の制限を超えると、結果として生じる輻輳によってパケットが遅延または失われ、遅延とジッタの両方が増加します。
劣悪な伝送媒体：Wi-Fiを使用している場合は、ネットワークケーブルを使用した場合よりも大きな中断が発生する可能性があります。ルーターからの距離が長くなると状況は悪化し、ブースターを使用している場合でも、信号強度が低いと影響を受ける可能性があります。 WANや光ファイバー ケーブルなどの媒体には、どちらも固有の制限があり、ジッタや遅延が発生する可能性があります。
古いハードウェアまたはパフォーマンスの低いハードウェア：ネットワーク インフラストラクチャ自体が、遅延やジッタの原因になる場合があります。データがどの程度効率的に受信されるかは、ネットワーク内の最も弱いポイントによって決まります。Wi-Fi、ルーター、スイッチ、ケーブルなどの古いネットワーク機器は、大量のデータを処理するように構築されていない場合があります。これは、エンド ユーザーのハードウェアに限られた CPUとメモリ、古いブラウザー、または処理できるデータ量に制限を課す古いオペレーティング システムが含まれている可能性があるネットワークでは特に重要です。
遅延の原因
- 送信元と送信先の間の距離 ：これは、レイテンシの最も重要な原因の 1 つです。距離が長くなるほど、データパケットは複数のネットワークと多数のルーターを経由して移動する必要があります。これらのルーターの1つだけが容量を超えている場合、遅延が発生する可能性があります。
- 構成の誤り ：ソフトウェアとハードウェアの構成が不適切な場合、パケットの衝突が発生し、通信が遅くなる可能性があります。
- パケット損失とジッタ：かなりの割合のパケットが誤ってルーティングされたり、宛先に到達できない場合、ネットワークがパケットを再ルーティングしようとする間に全体的な遅延が発生することは避けられません。
- パケットサイズ：大きなパケットは、小さなパケットよりも移動に時間がかかります。
- データの種類：テキストパケットは、ビデオなどの帯域幅を大量に消費するメディアよりも速く移動します。これは、リアルタイムのコミュニケーションエクスペリエンスを管理する際に特に重要な考慮事項です。
ジッタの原因
- パケットの優先順位付けの欠如：ネットワーク内で間違ったタイプのパケットに優先順位が与えられると、パケットがネットワーク内の他のパケットの背後に保持される可能性があり、その結果、輻輳が大きくなります。
- ルーティングの問題：パケットが正しく送信されない場合、宛先に再ルーティングされます。これは受信順序に影響を与え、ジッタを引き起こします。
これらの要因はすべて考慮する価値がありますが、パフォーマンス低下の主な原因はソフトウェア自体にある可能性があることにも注意してください。そのため、遅延やジッタに起因する問題を回避および解決するために、最も革新的なテクノロジーとツールを使用するリアルタイム通信用の評判の良いプラットフォームを選択することが不可欠です。
レイテンシとジッタを修正して最小化する方法
すべての混乱の原因を排除することは不可能です。ただし、遅延とジッタを最小限に抑えるために採用すべき戦略がいくつかあります。
ユーザーがジッターと遅延の問題を修正する方法
次の戦略は、ユーザーが遅延とジッターを同時に削減して、ネットワーク パフォーマンスを向上させるのに役立ちます。
- インターネットの速度を確認する：遅延とジッタの問題をトラブルシューティングするための最初のステップは、インターネットの速度を確認することです。これは、速度テストを実行し、その結果をISPが宣伝している速度と比較することで確認できます。速度テストの結果が予想よりも低い場合は、ISPに連絡して問題を解決する必要がある場合があります。
- ネットワーク接続を確認する：インターネットの速度が十分であれば、次のステップはネットワーク接続を確認することです。すべてのケーブルが正しく接続されていること、ルーターまたはモデムが適切な場所にあること、ネットワーク設定が正しく構成されていることを確認してください。また、接続に影響を与えるワイヤレス干渉がないか確認する必要がある場合もあります。
- ネットワーク デバイスをリセットする：上記の手順で問題が解決しない場合は、モデム、ルーター、スイッチなどのネットワークデバイスをリセットする必要がある場合があります。そうすることで、設定と接続がリセットされ、問題の解決に役立つ場合があります。
- ファームウェアを更新する：古いファームウェアは、遅延やジッタの問題を引き起こす場合があるため、デバイスを最新の状態に保つようにしてください。
- サービスの品質 (QoS) 設定を使用する：サービスの品質 (QoS) 設定を使用すると、特定の種類のネットワークトラフィックに優先順位を付けることができます。設定を変更すると、競合するトラフィックによって生じる遅延とジッタを減らすことができます。
- 有線接続を試す：ワイヤレス接続を使用している場合は、イーサネットケーブルで直接接続してみてください。これにより、ワイヤレス干渉によって引き起こされる遅延とジッタを減らすことができます。
- VPNを使用する：バーチャル プライベートネットワーク (VPN) は、安全なトンネルを介してトラフィックをルーティングすることで、待ち時間とジッタを減らすのに役立ちます。また、監視や改ざんからデータを保護するのにも役立ちます。
開発者がレイテンシを削減する方法
ネットワーク遅延を削減するための戦術は、データパケットの転送時間を短縮することに重点を置きます。
- コンテンツ配信ネットワーク (CDN) をセットアップする：キャッシング、接続の最適化、プログレッシブイメージレンダリングなどの手法を使用すると、訪問者がコンテンツにアクセスするための経路が短くなります。CDN は、より良いエクスペリエンスを提供するために、可能な限り少ないフープを介してトラフィックを送信します。
- ボトルネックを見つけて解消する：ネットワーク上のトラフィックの流れを監視して問題のある領域を特定し、必要に応じてルーターを再ルーティングまたはアップグレードすることができます。
- 問題のあるエンドポイントを削除する：Solar-Winds Network Performance Manager などのソフトウェア ツールを利用して、最も弱い点を特定するヒートマップを作成することで、過剰な帯域幅の使用を防ぎます。
- ダウンロード マネージャーを使用する：ダウンロード マネージャーは、負荷分散を管理することで少数のシステムが帯域幅を占有するのを防ぎ、ネットワークがより高速にダウンロードを完了できるようにします。
- ネットワーク構成の最適化：特定の注意が必要な場合の是正措置として、サブネット化、トラフィック シェーピング、負荷分散などの手法を採用します。
開発者によるジッタを減らす戦略
ジッターを修正するための最善の解決策は、特定の問題によって決定される可能性がありますが、以下は適切な出発点です。
- ジッターバッファー：音声通話やストリーミング サービスで一般的に使用されるバッファーは、ネットワーク上の2つのエンドポイントの間に配置されます。バッファは、パケットを保持し、規定の時間後に解放することでジッタを停止し、パケットが順番に送信されるようにします。バッファは意図的にパケットのリリースを遅らせるため、ここでは遅延とのトレードオフがあります。そのため、双方向通信用のバッファを実装する場合は慎重に検討する必要があります。
- 接続を切り替える：入手可能な最高品質のケーブルを使用して、有線接続に切り替えます。これができない場合は、5GHzと2.4GHz を切り替えて輻輳を最小限に抑えてください。
開発者がレイテンシとジッタを最小限に抑えるための完璧なソリューション
上記の戦略により、レイテンシとジッタの問題を改善できます。ただし、最高品質のリアルタイム音声およびビデオ エンゲージメント (RTE) のために Webサイトを最適化したい開発者にとって、Agoraはソリューションとなります。私たちの目標は、シームレスなリアルタイムコミュニケーションの未来を具現化する革新的なテクノロジーとソフトウェアを利用することで、開発者がユーザー エクスペリエンスを向上させる優れた UX デザインを作成できるようにすることです。
Agora のグローバル ネットワークは低遅延の音声およびビデオ通信を可能にするため、ジッタが減少します。開発者は、全体的なユーザー エクスペリエンスがスムーズになるように、待ち時間を短縮するために私たちのプラットフォームに頼ることができます。
※この投稿は、Agoraの日本総代理店であるブイキューブが、Agoraブログを翻訳した記事です。
※一部、日本向けに調整しています。
