ネットワークにおける遅延（レイテンシ）

various-network-latency.md

参考

• ネットワークの世界における遅延とは - Apposite Tech
• ネットワークでなぜ遅延が生じるのか

ネットワークにおける遅延の種類

１．アプリケーション遅延 Processing Delay

通信機器の入力IFから出力IFのキューへ到達するまでにかかる時間。

`（通信機器の）入力IF`
    から
`（通信機器の）出力IFキュー`
    に入るまでにかかる時間

比較的単純なPing/ICMPエコーリクエストなどのアプリケーションでは、このアプリケーションによる遅延は、マイクロ秒単位。 一秒間で数万件の株式の取引が行われる、コンピュータによる「高頻度取引(HFT)」の世界でも無い限り（ナノ秒単位の遅延が問題になるそうです）、アプリケーション遅延は無視されることが多い。

アプリケーションが複雑になってくれば、アプリケーション遅延も大きくなる。

２．輻輳遅延 Queueing Delay

通信機器の出力IFキューに入ってから出力処理を行うまでにかかる時間。 通信機器がデータを転送するためにパケットをバッファに保持している時間。

`（通信機器の）出力IFキュー`
    に入ってから
`（通信機器の）出力IFキュー`
    を出るまでにかかる時間

ある回線上に、その回線の帯域幅以上のパケットが到達してしまった場合、ネットワーク上のルータ(またはスイッチ)は、超過したパケットをバッファに溜め込みます。そのバッファを更に超過した場合、パケットは破棄されます。

広帯域回線から狭帯域回線への転送、一時的な輻輳などのためにこのバッファが存在する。

３．伝送遅延 Serialization Delay

通信機器の出力IFからパケットを電気信号や光信号に変換して送信完了するまでにかかる時間。

`（通信機器の）出力IFのデータ`
    を
`電気信号や光信号`
    に変換するのにかかる時間

・広帯域回線では短く、狭帯域回線では長い。 ・パケットのサイズが大きいと長く、サイズが小さいと短い。

1,500バイトのパケットの送出にかかる時間は ・10GE では 1.2 マイクロ秒 ・64Kbps(ISDN) では 187.5 ミリ秒（約１９万マイクロ秒）

４．伝搬遅延 Propagation Delay

パケットが通信経路上を伝わるのにかかる時間。 （通信機器上で発生する遅延ではない）

光ファイバの伝搬速度は約２０万km/秒。（真空中だと光の速度は約３０万km/秒。）

• 東京〜⼤阪間 500km 往復 5ミリ秒
• ⽇本〜アメリカ⻄海岸 海底ケーブル 9,000km 往復 90ミリ秒
• ⼈⼯衛星 静⽌軌道 上空36,000km 2往復 500ミリ秒