サービス品質の説明: QoS 対応ルーターがホームネットワークを改善

ルーターに接続されたデバイスは、まるで水場が狭まりゆく中、渇望に狂った獣たちがひしめき合いながら帯域幅を奪い合っているかのようです。この乱闘は目に見えませんが、その影響は感じられます。介入がなければ、最も強力な競合相手（例えばBitTorrentのダウンロード）は、たとえ生存に不可欠でなくても、思う存分帯域幅を消費してしまいます。一方、VoIP通話、Netflixのストリーミング、YouTube動画といった他のデバイスは、衰弱し、消滅していくでしょう。

優れたサービス品質（QoS）テクノロジーを搭載したルーターは、貴重なリソースの不平等な分配を防ぐことができます。インターネットに一度にアクセスできるのは、ストロー一本だけです。QoSは、各クライアントが確実にデータを利用する機会を確保するだけでなく、各クライアント固有のニーズも考慮します。BitTorrentはいかがですか？落ち着いてください。パケットがドロップされた場合は再送されます。バックグラウンドで実行できます。Netflix、VoIP、YouTubeはいかがですか？遅延はユーザーエクスペリエンスの低下につながります。データが優先されます。

もちろん、これはかなり単純化しすぎた説明です。より詳しい説明をしましょう。QoS（トラフィックシェーピングとも呼ばれます）は、ネットワーク上で動作する各デバイスとサービスに優先順位を割り当て、それぞれの用途に応じて消費できる帯域幅を制御します。前述のBitTorrentなどのファイル転送は、フォールトトレラントなプロセスです。クライアントとサーバーはデータを交換して、すべてのビットが配信されたことを確認します。転送中にデータが失われた場合は、パッケージ全体が配信されるまで再送信が行われます。

動画や音声のストリーム、VoIP通話、オンラインゲームセッションでは、このような状況は起こりません。クライアントはサーバーに失われたビットの再送信を依頼できません。ストリームの中断は、ゲームプレイで言えばグリッチ（遅延）につながるからです。QoSは、ネットワーク上を流れる様々なトラフィックの種類を認識し、それに応じて優先順位を付けます。動画の視聴やゲームのプレイ中はファイル転送に時間がかかりますが、快適なユーザーエクスペリエンスは保証されます。

従来のQoS

ルーターによってQoSへのアプローチは異なります。一部のモデルでは、管理したいトラフィックの種類を特定し、優先度（高、中、低）を割り当てるだけです。他のモデルでは、特定のアプリケーションを選択したり、サービスやアプリケーションがインターネットに接続するために使用する特定のポートを指定したりすることもできます。さらに、IPアドレスまたはMACアドレスを使用して特定のデバイスに優先度を割り当てる方法もあります。

この方法でQoSを設定するのは非常に面倒で、プロトコル、ルーターの動作に関する詳細な情報、そしてネットワーク全般に関する詳細な知識が必要になります。例えば、一部のルーターでは、ISPがサポートするアップロードとダウンロードの最大速度をユーザーが入力する必要があります。誤った値を入力すると、ネットワークのパフォーマンスが向上するどころか、低下してしまう可能性があります。

幸いなことに、ルーターメーカーはQoSの設定を容易にする大きな進歩を遂げており、場合によっては完全に自動化されています。

インテリジェントなQoS

一部のルーターには、QoSの自動処理オプションが搭載されています。例えば、最近のモデルのほとんどはWi-Fiマルチメディア（WMM）規格をサポートしています。WMMは、ネットワークトラフィックを4つのカテゴリ（高から低の順）で優先順位付けします。音声、動画、ベストエフォート（音声と動画以外のアプリからのトラフィックの大部分）、バックグラウンド（印刷ジョブ、ファイルのダウンロード、その他遅延の影響を受けないトラフィック）です。WMMは確かに優れた機能ですが、無線ネットワークの競合を緩和するだけです。 有線ネットワークのクライアント間の帯域幅の奪い合いを解決することはできません。

より高性能なルーターは、ネットワークの両端をカバーするために、さらに高度な機能を備えています。想定に基づいてトラフィックの優先順位を自動的に決定し、例えば動画や音声をファイルのダウンロードよりも優先させるなどです。しかし、各ベンダーのQoS機能の背後にあるインテリジェンスは、使用されているアルゴリズムの品質と、それを実行するために利用可能なプロセッサパワーによって異なります。

現在、QualcommのStreamBoostトラフィックシェーピング技術が、QoS（Qualcommのサービス品質）向上の有力候補となっているようです。StreamBoostは2013年1月に初めて発表され、元々はBigfoot Networksが開発した技術に基づいています。Qualcommが2011年に買収したBigfootは、世界で最もレイテンシに敏感なコンピュータユーザーであるゲーマーをターゲットとしたネットワークインターフェースカードを設計していました。

Qualcommはルーターを製造していませんが、NetgearのNighthawk X4やD-LinkのDGL-5500ゲーミングルーターといったハイエンドコンシューマー向けルーターに搭載されるプロセッサの設計・製造を行っています。MarvelやBroadcomのプロセッサでStreamBoostを実行することに技術的な障壁はありませんが、Qualcommは現在、チップとは別にファームウェアのライセンスを供与していません。

StreamBoostは、遅延の影響を受けやすいトラフィック（オーディオ、ビデオ、ゲームなど）を、遅延の影響を受けにくいトラフィック（ダウンロード、ファイル転送など）よりも区別して優先的に処理します。また、様々なネットワークアクティビティへの帯域幅の割り当てを調整することで、すべてのクライアントに快適なエクスペリエンスを提供します。例えば、複数のクライアントが同時にNetflixビデオをストリーミングしている場合、StreamBoostは、すべてのセッションに十分な帯域幅が確保されるよう、1つまたは複数のストリームの画質を1080pから720pに自動的に下げます。

さらに、StreamBoost はクライアント デバイスの種類を区別し、スマートフォンやタブレットへのストリーミングの画質を下げることができます。これは、これらの小さな画面では、大画面のスマート TV ほど画質の低下が目立たないためです。

StreamBoostの帯域幅グラフとツールは、私がこれまで見てきた他のQoSツールよりも優れた可視性と、より正確な調整機能を提供します。また、参加に同意すると、Qualcommのクラウドデータベースから継続的にアップデートが送られてくるため、ルーターのパフォーマンスを継続的に最適化し、市場に登場した新しいデバイスへの対応方法を学習できます。StreamBoostのサポートだけでは、性能の低いルーターが素晴らしいものになるわけではありませんが、大きな違いを生み出すことは可能です。

QoSだけで終わらない

ネットワークを使って動画のストリーミング、オンラインゲーム、VoIPやSkype通話、YouTubeの視聴などを行う場合、優れたサービス品質（QoS）は不可欠です（これらのことを全く行わないのであれば、そもそもこの記事をクリックする人はいないでしょう）。パフォーマンスの向上によって、ISPのより高額なサービスプランへのアップグレードを回避できるかもしれません。

マイク・ホムニック

しかし、トラフィックシェーピング以外にもできることはあります。Kismetなどのツールを使ってサイトサーベイを実施し、近隣の人がどの無線チャネルを使用しているかを確認し、ルーターを別のチャネルを使用するように設定しましょう。2.4GHz帯には、重複しないチャネルが1、6、11の3つしかありません。可能であれば、これらのうちの1つを使用してください。

2.4GHzと5GHzの両方の周波数帯に対応したデュアルバンドルーターをお持ちの場合は、メディアストリーミングなど遅延の影響を受けやすいトラフィックには、比較的混雑していない高周波数帯を使用し、ダウンロードなどには2.4GHz帯を予約してください。5GHz帯には重複しないチャンネルが多く、150以上の高周波数帯は低周波数帯よりも多くの帯域幅をサポートします。

最後に、802.11n（またはそれ以前の）ルーターをお使いの場合は、新しい802.11ac規格に基づくモデルへのアップグレードをご検討ください。クライアントが802.11nアダプターをお使いの場合でも、802.11acルーターを使用すればパフォーマンスが大幅に向上します。