快適なネットワークの設計戦略【第3回】

いまさら聞けない「QoS技術」とは　ネットワーク性能を高める“3つの仕組み”

ネットワークの信頼性を高める上で欠かせないのが、トラフィックの優先制御を担うQoS（Quality of Service）だ。通信の遅延や輻輳を防ぐために押さえておくべきQoSの要素とは。

公開 2025年09月02日 05時02分

更新 2025年09月05日 21時14分

著者

Charles Uneze

[TechTarget]

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　業務停止やサービス遅延を防ぐ上で鍵になる要素の一つが、ネットワークを安定的に運用することだ。ルーティングの観点からネットワークの信頼性向上の要素を解説した第2回「ネットワークパフォーマンスを高める『ルーティング』の基礎知識」に続き、本稿はQoS（Quality of Service）に焦点を当てる。

ネットワークの品質を左右する基本概念：QoS

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押さえておきたいネットワーク基礎知識

　QoSは、ネットワークの輻輳（ふくそう）を管理し、重要なトラフィックを優先処理することで信頼性を確保し、パフォーマンスを向上させるための仕組みだ。輻輳を制御する代表的なQoS技術は次の通り。

キュー管理
トラフィックシェーピング
帯域幅ポリシング

キュー管理

　キュー管理は、輻輳時に一部のトラフィックを一時保存し、その他のトラフィックを優先的に通過させることでフローを最適化する技術だ。例えばVoIP（Voice over IP）などのリアルタイム通信を他のトラフィックよりも優先する「低遅延キューイング」など、さまざまな方式が存在する。

トラフィックシェーピング

　トラフィックシェーピングは、過剰なパケットを一時的にバッファリングし、制御された速度で送信することでトラフィックを調整する手法だ。これにより、ルーターに負荷を与えかねない突発的なトラフィックの急増を防げる。

　QoSポリシーが正しく機能していることを確認するには、パケットキャプチャーツール「Wireshark」の「I/O Graphs」（I/Oグラフ）機能でトラフィックパターンを可視化する。グラフで可視化し、そこからパケットロスやレイテンシスパイク（遅延の急増）といった異常を特定するのが有効だ。

図　WiresharkのI/Oグラフを使用したトラフィックシェーピングの可視化（画像は筆者が取得）

　図は、テスト環境でトラフィックシェーピングをシミュレートした例だ。まず、ルーターのスループット上限を800kbpsに設定した。この値はあえて低めに設定しており、実運用環境ではより高いスループットが見込まれる。次に、オープンソースのテストツール「iPerf」で、800kbpsを超える帯域幅で2台のエンドデバイス間でスループットテストを実施した。最後に、WiresharkのパケットキャプチャーフィルターでiPerfパケットのみを抽出した。

　120秒経過直後に一時的なトラフィックスパイクが見られたが、その後はおおむね800kbpsで安定した。この結果は、QoSポリシーが正しく機能し、トラフィックフローを制御していることを示している。