ロキ・ジョーゲンソンのネットワーク論帯域幅は魂のようなもの

帯域幅の理解は、ネットワークの健康を維持し、ネットワークユーザーを満足させる上で不可欠である。正しい技術的アプローチの出発点もそこにあるのだ。

[Loki Jorgenson，TechTarget]

　帯域幅は魂のようなものだ――あなたがそれについて話すと、誰もがあなたが言おうとしていることを理解しているつもりになるのだが、たぶん実際には全く違うことを考えているのだ。なぜなら帯域幅は、魂と同様、われわれが考えているほど単純明快な形で存在しないからだ。

　いきなり安っぽい抽象論から入ってしまったが、これにはわけがある。

　まず、「帯域幅」という用語は、意味論的に言えば適切ではない。広範な意味に対して不適切に付けられたあいまいなラベルなのである（これについては、「“帯域幅”という用語は正しくない」で詳しく論じている）。この用語は暗黙のうちに、1つのインタフェースを通じて、もしくはエンド・ツー・エンドの経路上で、データを転送することが可能な最大速度を指している。だが、この「最大データ転送速度」という単純明快な定義でさえも、数限りない条件が存在する。パケットサイズやクロストラフィック、データの損傷など、あらゆる要因が実効転送速度に制限を与えるのだ。

　しかしどういうわけか、帯域幅は依然としてほとんどのネットワークにおいて最も重要な特性だとされている。まるでサイズが重要であるかのように……。いや、実際、重要なのだ――ある意味では。

　あらゆるネットワークの存在理由は、単にビットを転送することではなく、アプリケーションやエンドユーザーが何かを実行するのを可能にすることであるという事実に目を向けていただきたい。たくさんの「帯域幅」を持っているが、それを利用するアプリケーションをサポートできないネットワークを想像するのは容易だ。わずかな帯域幅しか必要としないアプリケーションであるVoIPを考えれば明らかだ。

　つまり、データを転送するための機能的能力は、ネットワークのパフォーマンスを示す唯一の指標ではないのである。要求された転送能力が存在しなければならないのは確かだが、損失、遅延、ジッターといったパフォーマンス要因の方がはるかに重要なのである。だからこそ、ネットワークの挙動とアプリケーションのパフォーマンスとの間の関係が複雑化するという状況が生まれつつあるのだ。

　しかしそれでもデータ転送速度は、たいていのネットワークにとって極めて重要なのである。

　完璧なネットワークが存在する理想的な環境を想定した場合、そこで唯一重要なのは帯域幅である。仕様通りのパフォーマンスを発揮する健康なネットワークが機能不全を呈するのは、転送能力不足に陥ったときだけである。ネットワークの渋滞は、まずジッターを引き起こし、最終的にはデータの消失につながる。この場合には、能力を増強することが適切な解決策である。しかしこれは、現実のネットワークではまれな問題だ。それは、お金で幸福が買えるという、しばしば耳にする考え方に近い――もっともらしく聞こえるが、決して真実でないのは明白だ。

　最近では、QoS（Quality of Service）は、アプリケーションのニーズに応じて利用可能な帯域幅を合理的に割り当てるという、まことしやかな言説が流布されている。QoSは、アプリケーションパフォーマンスの最適化を実現するために、帯域幅の利用を最適化するというわけである。しかしよくよく考えてみると、QoSというメカニズムは基本的に、特定の帯域幅を削減するという手法なのである。一部のアプリケーションに利用可能な帯域幅を減らすことによって、ほかのアプリケーションにトラフィックが減少したように見せかけているだけなのだ。QoSが帯域幅全体を機能的に増強することは決してあり得ない。実際、QoSは帯域幅に（金銭的にも可用性という面においても）プレミアムを付けるための手法であり、アクセス性を向上する技術ではないのだ（「QoSは政治のようなもの」参照）。

　帯域幅の理解は、ネットワークの健康を維持し、ネットワークユーザーを満足させる上で不可欠である。帯域幅だけが答えではないが、それに注意を払うことは、問題を正しく設定する一助となる。そして、正しい技術的アプローチの出発点もそこにあるのだ。

本稿筆者のロキ・ジョーゲンソン博士はアパレントネットワークスのチーフサイエンティストで、18年以上にわたりコンピュータ、物理学、数学、科学の視覚化、シミュレーションなどの分野で活躍してきた。クイーンズ大学とマギル大学で計算物理学を専攻。哲学、グラフィックス、教育技術、統計力学、論理学、数論など広範な分野で著作がある。また同氏は、サイモンフレーザー大学で数学の非常勤教授を務めるとともに、同大学でCenter for Experimental and Constructive Mathematics（CECM）を共同設立した。民間部門のパートナーおよび政府機関との緊密な連携の下、ハイパフォーマンスコンピューティングやデジタルパブリッシングなどに関する多数の学術プロジェクトで研究を指導した経験もある。アパレントネットワークスでは、ジョーゲンソン氏はハイパフォーマンス、ワイヤレス、VoIP、アプリケーションパフォーマンスなどに関連したネットワーク研究の責任者を務める。これらの研究の多くは、学術機関やBCネット、テキサスA&M、CANARIE、Internet2などの最先端研究組織との共同で進められている。