ジッターとは何ですか?一般的な原因とインターネットのジッターを軽減する方法

ネットワークにおけるジッターとは、ネットワーク接続を介して送信されるパケット間の時間遅延です

データ パケットが送信元から宛先に送信されるとき、これらのデータ パケットは理想的には一定の時間間隔で到着する必要があります

しかし、現実の世界では、これらのパケットに影響を及ぼし、到着が遅れる原因となる要因が数多くあります。これらの要因には、ネットワーク上の輻輳、ルーティングの決定、ハードウェアの問題が含まれます

これにより、ネットワーク上のデータ フローが不均一になります。ジッターは、特にリアルタイム通信が関係し、製品のサービス品質にとってタイミングの一貫性が非常に重要であるシナリオでは重要な指標です

これには、チャット、ビデオ通話、ストリーミングなどのリアルタイムのサービスと製品が含まれます

ジッターはレイテンシーやパケットロスとどう違うのか

このセクションでは、ジッターが遅延やパケット損失とどのように異なるのかを学びます

• latency: これは Ping とも呼ばれます。レイテンシは、データのパケットが 1 つの送信元から宛先まで移動するのにかかる往復時間です。

レイテンシーは、パケット遅延の変動性の尺度であるジッターと比較した、ネットワークで発生する全体的な遅延を表します

サーバーがクライアントから地理的に離れている場合、クライアントは遅延を経験しますが、ネットワーク機器が良好でネットワークに輻輳がなければ、データのパケットは一定の間隔で到着し、パケットの遅延は発生しません。ネットワーク内のジッター

レイテンシとレイテンシに影響を与える要因について詳しく知りたい場合は、記事「低レイテンシとは何ですか?

」を参照してください。

• パケットロス: パケットロスは、宛先に到達しないデータパケットが増えると発生します

ジッターに関連する重要な概念

• パケット遅延分散

はジッターの別の用語で、パケット間の遅延とパケット間の時間を定量化します。パケット遅延の変動が大きいということは、ジッターのレベルが高いことを意味します。

• リアルタイムパケットストリーミング

これは、リアルタイムビデオストリーミングなど、リアルタイムで処理されるデータパケットの送信です

リアルタイムのパケットストリーミングが必要なユースケースでは、ジッターを防ぐことが必須です。低いジッターを維持することでストリームが安定します

ジッターが高いと、オーディオとビデオが同期していない、またはビデオ品質が低下するなどの問題が発生する可能性があります

• サービスの品質

リアルタイムのパケットストリーミングを必要とするトラフィックを優先するネットワークメカニズムと、低ジッターが必要な優れたパフォーマンスが必要なユースケースがあります

従量制の TURN サーバー

1. API: 強力な API でサーバー管理を行います。 API を介して認証情報の追加/削除、API を介してユーザーごとの認証情報とユーザー指標を取得、API を介して認証情報を有効/無効にする、API を介して日付ごとの使用状況データを取得するなどの操作を行うことができます。
2. グローバル地理位置ターゲティング: トラフィックを最も近いサーバーに自動的に送信し、遅延を最小限に抑え、最高品質のパフォーマンスを実現します。世界中のどこでも遅延が 50 ミリ秒未満
3. 世界のすべての地域のサーバー: トロント、マイアミ、サンフランシスコ、アムステルダム、ロンドン、フランクフルト、バンガロール、シンガポール、シドニー、ソウル、ダラス、ニューヨーク
4. 低遅延: 世界中のどこでも遅延が 50 ミリ秒未満です。
5. 費用対効果が高い: 帯域幅とボリュームの割引を利用できる従量課金制の料金設定。
6. 簡単な管理: 使用状況ログ、アカウントがしきい値制限に達したときの電子メール、請求記録、電子メールと電話によるサポートを取得します。
7. 準拠規格: UDP、TCP、TLS、DTLS 経由で RFC 5389、5769、5780、5766、6062、6156、5245、5768、6336、6544、5928 に準拠。
8. マルチテナント: 複数の認証情報を作成し、顧客ごとまたは異なるアプリごとに使用を分けます。使用状況ログ、請求記録、およびしきい値アラートを取得します。
9. エンタープライズの信頼性: SLA による 99.999% の稼働時間。
10. エンタープライズ規模: 同時トラフィックまたは総トラフィックに制限はありません。従量制の TURN サーバーはエンタープライズ スケーラビリティを提供します
11. 5 GB/月 無料: 無料プランでは毎月 5 GB の TURN サーバーを無料で利用できます
12. ポート 80 および 443 で実行
13. TURNS + SSL をサポートし、ディープ パケット インスペクション ファイアウォールを介した接続を許可します。
14. TCP と UDP の両方をサポート
15. 無料無制限スタン

ジッターバッファとは

ジッター バッファーは、その名前が示すように、ネットワーク デバイスおよびソフトウェア アプリケーション内の小さな一時記憶領域であり、インターネットから受信するデータのパケットを収集します

データのパケットは短期間保存され、ビデオやその他のアプリケーションのジッターを滑らかにするために等間隔の時間間隔で CPU に送信されます

したがって、パケットの到着時間を平滑化することで、パケット交換ネットワークにおけるジッターの影響を打ち消します。

これは、ジッター バッファーの完全なプロセスがどのように機能するかです

パケットはさまざまな間隔でデバイスに到着します。これはネットワーク状態が悪いためです。ジッター バッファーはストレージ スペースにパケットを収集し、CPU へのパケット フローをスムーズにします。また、順序を外して到着したパケットを順番に並べてジッターを補正します。

ジッタバッファの種類

1. スタティックジッタバッファ

静的ジッター バッファーには固定サイズと遅延容量があり、これらはネットワーク アプリケーションの設計中に設定されます。

遅延バッファは、推定されたネットワーク状況に基づいて設定され、システム設計時に設定されるため、変化するネットワーク環境には適応しません

これは実装が簡単ですが、ジッタ ストレージ容量を超えるとパケット損失が発生し、サービス品質の低下につながるという欠点があります

そして、ジッターが予想よりもかなり小さい場合、ジッター バッファーによってもたらされる遅延により、システムに不必要なレイテンシーが発生します

2. ダイナミックジッタバッファ

ダイナミック ジッター バッファーは、さまざまなネットワーク条件に応じてサイズと遅延を動的に変更できるという意味で、高度なバッファーです

システムは受信パケット フローを継続的に分析し、ジッター バッファーを調整してレイテンシーとスムーズな再生の間のトレードオフを最適化します

この機能により、ネットワーク内の変動を判断することが不可能なさまざまな種類のネットワーク状況において、動的ジッター バッファーが最も役立ちます

動的ジッター バッファーの 1 つの欠点は、実装が難しく、ネットワーク状態を分析し、さまざまなネットワーク パケット フロー データに応じてバッファー サイズを動的に調整するための処理能力が必要であることです

ジッタの測定と解析

ジッタ測定用ツール

ジッター測定は、ネットワーク パフォーマンスを診断し、VoIP やビデオ ストリーミングなどのリアルタイム アプリの信頼性を確保するために重要です

ネットワークアナライザー

ハードウェア ベースのアナライザー: これらは、ネットワークに接続され、受信トラフィックを監視し、パケット フローとタイミングを分析する物理デバイスです

これらは、受信トラフィック データをキャプチャし、パケット間のタイミングとその変動を分析することにより、ジッター レベルに関するリアルタイムの洞察を提供します

有名なブランドには、NetScout、keysight、テクトロニクスなどが含まれます

ソフトウェア ベースのアナライザー: ソフトウェアをルーターまたはサーバーにインストールして、ハードウェア ベースのシステムと同じようにネットワーク トラフィックを分析できます。主な差別化要因は、ソフトウェアベースがルーターまたはサーバーのリソースを使用してメモリ、ディスクスペース、CPU リソースなどの機能を実行することです

一方、ハードウェアベースのワンスは、いかなる形でもサーバーやルーターに影響を与えません。

ソフトウェア ベースのツールの例としては、パケット検査を可能にし、ジッター レベルの決定に使用できる Wireshark があります。

ネットワーク内のジッターにアクセスするための主要なメトリクス

ジッター値

これはミリ秒単位で測定され、ジッター値はパケット遅延の平均またはピーク分散です

ほとんどのアプリケーションでは、30 ms のジッター値が許容されますが、10 ms 以下が理想的です。

パケット遅延分散 (PDV)

PDV はジッターを表現する方法であり、パケット遅延の変動の統計的尺度であり、遅延変動の分布と頻度を理解するために詳細なネットワーク分析に使用されます。

サービス品質 (QoS)

ジッター以外にも、ネットワーク品質を維持するために不可欠なメトリクスがあります。

これには、パケット損失、帯域幅、遅延が含まれます

これらのメトリクスは包括的なネットワークの概要を提供し、企業間で署名されるサービス レベル アグリーメントでは、ネットワーク サービスを保証するためのジッターを含むこれらのメトリクスを指定することがよくあります。

到着間のジッター

到着間ジッターは多くの場合、ルーターによって計算されます。これは、ネットワークから送信される連続したデータ パケット間の遅延の平均偏差です。

これは、VoIP およびビデオ ストリーミング サービスで重要な RTP ストリームにジッターがどのような影響を与えているかを理解する上で特に重要です

ジッターを軽減するための短期的かつ即時的な戦略

ジッターを軽減するための即時対策

最新のルーターへのアップグレード

• 強化された処理能力

はるかに強力な処理能力とメモリを備えた新しいルーターがあり、遅延を引き起こすことなくより高いスループットを処理できるため、ジッターが軽減されます

• 高度な QoS 機能

最近のほとんどのルーターには、インターネットを使用しているアプリケーションの種類に基づいて優先順位を付けることができる複雑なサービス品質ルールを実装できる強力なプロセッサが搭載されています

VoIP やビデオ通話アプリケーションなどのサービス、低ジッターや高帯域幅アプリケーションを必要とするリアルタイム アプリケーションでは、優先順位付けが重要です

• ファームウェア ソフトウェア サポートの向上

更新された最新のネットワーク機器には、ジッターの軽減に役立つ最新のソフトウェア アップデートと最適化が施されています

これらのアップデートにより、新機能が提供され、パケット管理が強化され、ネットワーク インフラストラクチャが改善されます

QoSの実装

• トラフィックの優先順位付け

ネットワーク管理者は、通信とリアルタイム トラフィックを優先することで、ネットワークの品質を向上させ、ジッターを軽減できます。

• 帯域幅の割り当て

サービス品質ルールは、ネットワークの混雑を防ぎ、インターネット トラフィックのスムーズなフローを維持するために、アプリケーションに基づいて帯域幅を割り当てることもできます

ビデオ通話やストリーミングなどのリアルタイム ネットワークを必要とするアプリケーションには、より多くの帯域幅を割り当てることができます。

Web ブラウジングやその他の同様のアプリケーションは優先順位が低く設定される可能性があります

ネットワーク監視ツール

• 継続的なモニタリング

ネットワーク監視ツールを使用して継続的な監視を実装できます。これらのツールは、トラフィック フロー、帯域幅の使用状況、遅延、ジッター レベルなどの要素を監視します。

• 自動アラート

同じツールで自動アラートも実装できます。自分にとって重要なネットワーク パラメーターを設定し、これらのパラメーターに達したときに自動アラートがトリガーされるように設定できます

たとえば、ジッター レベルを 30 ミリ秒に設定でき、そのレベルに達すると自動アラートがトリガーされます

• ジッターの原因を特定する

トラフィック分析を使用してジッターの原因を特定し、特定のデバイスがネットワーク内でジッターを引き起こしている場合はどうなるかを調べることもできます

現在のパフォーマンスを、実行しているアプリケーションに最適であると判断できる事前設定されたバンドマークと比較することもできます

ジッターを削減するための長期的な戦略

ネットワーク設計の最適化
効率的なルーティング:

ボトルネックを軽減するネットワーク トポロジを設計し、適切なデータ ルーティングを確保することで、ネットワーク内の遅延とジッターを軽減できます

これには、ネットワーク ルートが適切であること、デバイス間のホップが少ないこと、他のユーザーのトラフィックが影響を受けないように需要の高いユーザーがセグメント化されていることを確認することが含まれる場合があります

冗長性:

複数の ISP やルーター、バックアップ電力などの冗長性を実装すると、ジッターを軽減できます。一部の経路または ISP が正常に動作していない場合は、ネットワークを切り替えて他の ISP で動作させることができます

サービスプロバイダーの評価

より良いインターネット体験を得るには、サインオンする前に ISP を評価することが重要です

どの ISP がネットワーク インフラストラクチャで最も優れているかについて結論を下す前に、市場を調査し、さまざまな ISP を評価する必要があります

ISP から保証されたインターネット エクスペリエンスを得るために、ISP とサービス レベル契約を結ぶこともできます。

ジッターの一般的な原因

ネットワーク混雑

ネットワーク輻輳は、ネットワークを通過するトラフィックが多すぎて、トラフィックを処理するネットワークの容量を超える場合に発生します

これにより、過度の遅延パケット損失やジッターが発生する可能性があります

• 帯域幅の飽和: 帯域幅を、トラフィックが水のように流れるパイプとして見ます。

パイプには、単位時間あたりにパイプを流れることができる水の量を表す容量があります

レートが超過した場合、データのパケットは順番が送信されるまで待機する必要があるため、ネットワークに遅延とジッターが発生します

• リアルタイム アプリケーション:

ビデオ通話や VoIP などのアプリの場合、輻輳によるパケット送信のわずかな遅延でも、ユーザー エクスペリエンスの品質低下につながる可能性があります。これは、データのパケットが予測可能な間隔で到着しないためです

• 解決戦略

ネットワークを最適化して輻輳を軽減するために、ネットワーク管理者はネットワーク帯域幅を増やし、QoS ルールを使用してトラフィックに優先順位を付け、トラフィックを監視してピーク使用時間をよりよく理解して管理できます

• 不適切なハードウェアとファームウェアの問題

ルーターやスイッチなどの古いネットワーク デバイスは、重大なネットワーク ジッターを引き起こす可能性があります。これらのデバイスには、今日のネットワーク ニーズに対応するための適切な処理能力やソフトウェア アップグレードがない可能性があるため、インターネットを最大限に活用するには交換する必要があります。接続

• 外部干渉

外部干渉はワイヤレス ネットワークに問題を引き起こす可能性があり、これらはジッターの重大な原因となる可能性があります

• 無線信号の干渉

携帯電話や Wi-Fi 対応デバイスなどのワイヤレス ネットワークやデバイスでは、他の Wi-Fi ルーターやデバイスからの干渉が発生する可能性があります

この干渉により Wi-Fi 信号が弱まったり歪んだりして干渉が発生し、ジッターや遅延などの問題が発生します

• 物理的障害物

壁などの物理的な障害物や、Wi-Fi ルーターとデバイス間の物理的な距離も、信号強度やデータの送信速度に変動を引き起こす可能性があります

• 環境要因

電気的干渉などの環境要因もネットワーク干渉を引き起こし、遅延の増加や帯域幅容量の減少、さらにジッターの増加につながる可能性があります

ビジネスとアプリに対するジッターの影響

Voice over Internet Protocol (VoIP) およびビデオ通話

VoIP およびビデオ通話では、クリアな音声とビデオのエクスペリエンスを維持するために、パケットの安定したストリームが必要です。

ジッターにより、データのパケットが不均等な間隔で到着するため、高いジッターにより、音声の欠落やビデオの途切れなど、サービスの品質が低下し、通話品質が中断される可能性があります

以上がジッターとは何ですか?一般的な原因とインターネットのジッターを軽減する方法の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。