高速インターネット接続について話すとき、ほとんどの人は メガバイト/秒とダウンロード速度しかし、見た目以上に重要な別のパラメータ、つまりRTT（ラウンドトリップタイム）に注目している人はほとんどいません。たとえ最高級の光ファイバーインターネットを使っていても、RTTが高ければ、ネットワークが遅くなったり、ページの読み込みに時間がかかったり、ビデオ通話がフリーズしたりします。これを最小限に抑えるには、次の方法があります。 WiFiを最適化するアプリケーション.
RTTは、次のような現代の技術の中核でもあります。 Wi-Fi RTT、正確な距離測定、屋内位置情報ラウンドトリップ時間とは何か、どのように測定されるか、そして何がラウンドトリップ時間を悪化させたり改善させたりするかを理解することは、ネットワークを最適化し、サーバーを微調整し、WiFi 接続、オンライン ゲーム、VoIP、またはビジネス アプリケーションを最大限に活用するための鍵となります。
RTT (ラウンドトリップタイム) とは何ですか? また、何に使用されますか?
往復時間（RTT）は デバイスがデータパケットを送信してから対応する応答を受信するまでの経過時間 宛先からの送信。送信、リモート機器での処理、そして応答または確認応答の復路が含まれます。
電気通信においては、信号が送信されるのにかかる時間と受信されるのにかかる時間として定義されます。 「確認」（ACK）または受信確認この値には、パスに沿って発生するすべての遅延（送信、伝播、中間機器でのキューイング、サーバー応答時間）が含まれます。
RTTは通常、 ミリ秒（ms）で表され、ネットワークパフォーマンスを評価するための基本的な指標である。RTT が低いということは、接続が高速で応答性に優れていることを示します。一方、RTT が高いということは、帯域幅が大きくても、待ち時間が長く、ユーザー エクスペリエンスが遅くなることを意味します。
その役割はIPネットワーク全般、そして以下のような技術において基本的なものである。 Wi-Fi RTT、CDN、VPN、衛星リンク、モバイルネットワークさらに、TCP などの多くのプロトコルは、RTT 測定に基づいて輻輳制御アルゴリズムを正確に調整します。
ネットワーク通信におけるRTTの仕組み
これを視覚的に表すと、次のようなクライアントがいると想像してください。 ワシントンDCと香港の私ユーザーのデバイスからリクエスト（例えばHTTPリクエスト）が送信されます。そのパケットは複数のルーターとネットワーク機器を経由して地球の半分を横断し、香港のサーバーに到達してそこで処理され、その後サーバーはワシントンにレスポンスを返します。
RTTは リクエストを送信してから応答を受信するまでの合計時間 発信地点まで。この経路は、物理的な距離、中間機器、伝送媒体、混雑状況、リモートサーバーのパフォーマンスによって影響を受けます。
RTTを知るための最もよく知られた方法は、ツールを使うことです。 pingはICMPエコーメッセージを送信します ホストに信号を送信し、エコーバックを受信するまでの時間を測定します。「time=XX ms」と表示される各ping出力行は、実際にはその試行で測定された特定のRTTです。
RTT は別のレベル、たとえば TCP でも取得できます。TCP では、確認応答によってネットワーク スタックが次の操作を実行できます... RTTを継続的に推定してウィンドウとタイマーを調整するこれは、TCP によるネットワークの飽和を防ぎ、同時に利用可能な帯域幅を最大限に活用するための鍵となります。
アプリケーションの文脈では、リクエストとレスポンスの完全な交換は次のように呼ばれます。 「アプリケーションシフト」各ターンはネットワークのレイテンシと RTT によって条件付けられ、アプリケーションが連続して数百または数千のターンを実行すると、高い RTT によって認識されるパフォーマンスが損なわれます。
RTT、レイテンシ、速度、帯域幅の違い
次のような用語 レイテンシ、RTT、速度、帯域幅しかし、これらは同じではないため、混在させると、ネットワークを改善しようとするときに混乱が生じる可能性があります。
厳密に言えば、レイテンシーとは 一方向遅延時間 パケットが送信元から宛先まで移動するのにかかる時間。RTTは往復時間、つまり送信と返信の遅延の合計と、応答を送信するために必要な中間処理時間です。
一方、帯域幅は 最大転送容量 接続の帯域幅、つまり1秒あたりに送信できるデータ量（例：300Mbps）です。ファイルのダウンロード時に体感する速度は、この利用可能な帯域幅と、レイテンシ/RTT、そして使用するプロトコルの効率性によって決まります。
膨大な帯域幅を持つことができますが、 衛星リンクでよく見られる非常に高い遅延その場合、大量のダウンロードはそれほど問題にならないかもしれませんが、各アプリケーションのターンが高い RTT によってペナルティを受けるため、素早い操作 (Web サイトを開く、オンライン ゲームをプレイする、リモート ワーク) は遅く感じられます。
RTTに影響を与える要因
RTTは固定値ではありません。 ネットワークの状態に応じて常に変化する可能性がある往復時間が急激に長くなる場合がある理由を説明する主な要因がいくつかあります。
出発地と目的地間の物理的な距離
純粋で単純な距離が基本的な制限を設定します。 データは非常に高速に移動しますが、瞬時に移動するわけではありません。発信元と送信先が異なる大陸にある場合、パケットは光ファイバー、海底通路、機器を経由して数千キロメートルを移動する必要があり、最小限の遅延が避けられません。
伝送媒体を最大限に最適化したとしても、パケットがそれを通過するのに最低限必要な時間は存在する。 2つの離れた地点間の物理的な距離したがって、エンドユーザーから遠く離れた国でサービスをホストすると、通常、RTT が高くなります。
伝送媒体と技術
接続の種類はRTTに直接影響します。 光ファイバーケーブルは銅線、WiFi、衛星回線よりも優れていますそれぞれの媒体には独自の伝播特性、物理的限界、そして遅延があります。家庭環境でもこれは可能です。 古い携帯電話をアンプとして使う リーチを向上させるため。
一般的に、光ファイバー接続は 伝播時間が短く、干渉が少ない 銅線よりも高速です。無線ネットワーク（Wi-Fi、LTE、5G）では、再送エラー、干渉、スペクトル管理といった問題が伴います。衛星回線では、信号が軌道上の衛星に到達して戻ってくる必要があるため、帯域幅が適切であっても、膨大なRTT（遅延時間）が発生します。
ネットワークホップ数
ルータやレイヤ3スイッチなどの中間ネットワークデバイスはそれぞれ、 ルート上の追加ジャンプ各ホップには、処理、潜在的な待機キュー、ルーティングの決定が含まれるため、パケットが宛先に到達するまでにかかる合計時間が長くなります。
送信元と宛先の間に中間ノードが多いほど、RTTが増加する可能性が高くなります。複雑な経路や最適化されていない経路では、パケットは ルーターの長いチェーンにより、遅延が2倍または3倍になる より直接的なルートであれば可能だったでしょう。
ネットワークの混雑とトラフィック
ネットワークがトラフィックで飽和状態になると、ネットワーク機器はパケット キューを蓄積し始め、極端な場合にはパケットが失われます。 輻輳によりパケットの処理に時間がかかります。 再送信が必要となり、RTT がトリガーされます。
これはグローバルインターネットと社内ネットワークの両方に当てはまります。例えば企業では、多くのユーザーが 大きなファイルのダウンロードやビデオのストリーミングを同時に行う他の企業アプリケーションからのトラフィックでは、RTT の急上昇や不安定な動作が発生する可能性があります。
サーバーの応答時間
すべてが「ネットワークのせい」というわけではありません。リクエストを受信するサーバーが過負荷または容量不足の場合、 リクエストの処理には通常よりも時間がかかります。その間、顧客は応答を待ち続けるため、全体的な RTT が増加します。
サーバーがデータベースにクエリを実行する必要がある場合は、 外部APIまたは集中的な計算を実行する 応答に必要なこれらの余分なミリ秒または秒数もRTTに影響します。同時リクエストが多すぎると、サーバーは新しいリクエストをキューに入れ、待機時間をさらに長くする可能性があります。
ローカルエリアネットワーク（LAN）トラフィック
多くの組織では、企業ネットワークは複数の 外部リンクを共有する相互接続されたLANインターネット接続が強力であっても、内部トラフィックによってボトルネックが発生する可能性があります。
オフィスで多くの従業員が同時にライブストリーミングを視聴し始めると想像してみてください。インターネットプロバイダーが対応できるとしても、 内部リンクとアウトバウンドルータが過負荷になる可能性がある同じインフラストラクチャを通過する他のすべてのアプリケーションの RTT に影響を及ぼします。
RTTとアプリケーションパフォーマンスの関係
RTTは直接的な影響を与えます ネットワークに依存するあらゆるアプリケーションにおける流動性の感覚これは単なる実験室の数値ではありません。読み込み時間、待機時間、ユーザーがすぐに気付くマイクロカットに反映されます。
アプリケーションがサーバーにリクエストを送信し、その応答を待つたびに、 少なくとも1つのRTTアプリケーションの設計が不十分で、多数の連続リクエスト（次々に）を実行する場合、すべての RTT の合計によって、単純な操作が永遠になる可能性があります。
典型的な例としては、次のようなアプリケーションが挙げられます。 SQLクエリを1行ずつデータベースによって返される各行が新しいアプリケーションのターンを意味する場合、たとえば RTT が 500 ミリ秒 (衛星リンクの典型) の環境では、合計時間は急増し、1000 行では累積して数百秒の待機時間が発生します。
一方、アプリケーションがネットワークをより有効に活用し、データを集約して受信する場合は、 アプリケーションの切り替え回数が少なくなるRTTの影響は大幅に軽減されます。そのため、レイテンシを常に考慮しながら、効率的なアプリケーションおよびクエリプロトコルを設計することが重要です。
WiFiとWi-Fi RTTのレイテンシへの影響
ワイヤレス ネットワークでは、ネットワーク自体という別の要素が関係してきます。 電波媒体、干渉や障害の影響を受けるWiFi信号は壁、家具、近くのルーター、電子レンジ、コードレス電話などによって劣化する可能性があるため、 WiFiのカバー範囲を改善する.
これらすべてが送信エラーと再送信エラーを引き起こし、 アプリケーションが受信する有効なRTTルータは理論上非常に高い速度を示しますが、再試行、衝突、メディアへのアクセスの待機によって通信速度が低下します。
2,4GHz帯では、 重複しない3つの20MHzチャネル隣接するネットワーク間の干渉は非常に一般的です。周波数を40MHzに上げると、使用可能なチャネル数がさらに減少し、飽和の可能性が高まります。
5GHz帯では、40MHzや80MHzの帯域幅を使用しても、重複しないチャネルが多くなり、通常は より高い実効速度とより低いレイテンシただし、通信範囲がわずかに狭まるというデメリットがあります。そのため、近隣に多くのネットワークが存在する環境では、RTT に敏感なアプリケーションでは 5GHz を優先する方が有利になる場合が多くあります。
RTTを削減し、ユーザーエクスペリエンスを向上させる方法
RTTの削減は、 あらゆるオンラインサービスの体感速度を向上させる物理的な距離を常に縮めることはできませんが、時間を数ミリ秒短縮する戦略はいくつかあります。
まず、 ネットワークインフラストラクチャ、高品質な機器の選択、効率的なトポロジ設計これにより、不要なホップや処理遅延を削減できます。また、最も頻繁に使用される宛先への直接ルートを含む適切なルーティングも、ポイントを獲得するのに役立ちます。
一方、 サーバーパフォーマンス: 十分なCPU、メモリ、高速ストレージ 適切なソフトウェア構成が必要です。ネットワークに問題がなくても、サーバーの速度が遅かったり過負荷だったりすると、RTTが大幅に増加します。
の使用 コンテンツ配信ネットワーク（CDN）は最も強力な武器の一つであるCDN は、地理的に分散したサーバー上でコンテンツを複製してキャッシュするため、ユーザーは近くのノードにアクセスし、RTT が大幅に削減されます。
次のようなテクニックも役立ちます。 クライアント側のキャッシュ、データ圧縮、永続的な接続のオープン リクエストの多重化。ラウンドトリップ数や送信バイト数を減らすことで、RTT が短縮され、スムーズなエクスペリエンスが実現します。
レイテンシ、ゲーム、リアルタイムアプリケーション
オンラインビデオゲームにおいて、最も注目されるパラメータはまさに pingはアプリケーション自体が測定したRTTに他なりませんping 値が低いとアクションはほぼ瞬時に実行されますが、ping 値が高いとショットが当たらず、キャラクターがジャンプして移動し、さまざまな非同期が発生します。
レイテンシーに最も敏感なジャンルは 一人称視点シューティングゲームと対戦ゲーム数ミリ秒の違いが大きな違いを生むゲームです。ストラテジーゲームや一部のMMORPGでは、多少高いRTTでも許容されますが、それでも過剰な遅延は煩わしいものになります。
この文脈では、次のようなソリューションが推奨されます。 可能な限りイーサネットケーブルで接続する地理的に近いゲーム サーバーを選択し、ルーターの設定（QoS、ゲーム トラフィックの優先順位付け、混雑の少ない WiFi チャネル）を最適化します。
平均RTTに加えて、もう1つの変数が関係してきます。 ジッターとは、荷物の到着時間のばらつきのことである。平均 RTT は許容範囲内ですが、ジッターが高いとデータ フローが不安定になり、ビデオ通話やゲームでは中断やマイクロ停止が頻繁に発生します。
位置情報技術としてのWi-Fi RTT
RTTの概念は、ネットワークパフォーマンスの測定以外にも、 Wi-Fi RTT（ラウンドトリップタイム）は、屋内での距離を計算するために設計された技術です。単に信号強度を測定するのではなく、互換性のあるデバイスとアクセス ポイント間でパケットが移動するのにかかる時間を測定します。
往復時間を正確に測定し、伝播速度を仮定することで、 デバイスと複数のWiFiアクセスポイント間の距離これらの距離を組み合わせることで (三辺測量)、単純な RSSI よりもはるかに高い精度で、建物内のユーザーの位置を特定できます。
このテクニックは特に次のような場合に役立ちます。 屋内ナビゲーション、ショッピングセンター、空港、病院での位置情報サービス GPSが故障したり、そもそもGPSが利用できない地域でも利用できます。さらに、閉鎖空間内でのユーザーの位置に基づいたコンテキストサービスの開発も可能になります。
Wi-Fi RTTが機能するには、対応する規格に対応したデバイスとアクセスポイント、そして適切に設計された無線ネットワークが必要です。それでもなお、これはWi-Fi RTTがいかにして実現されているかを示す非常に明確な例です。 ラウンドトリップタイムの古典的な概念は、まったく異なる目的で再利用されます。: パフォーマンスを測定するのではなく、距離を計算します。
RTT とは何か、何が RTT に影響を与えるのか、そして RTT をどのように活用または削減できるのかを理解することで、RTT を最大限に活用できるようになります。 従来のデータネットワークとWi-Fi RTTなどの新しいテクノロジーの両方からより多くのメリットを享受できます。体感速度、リアルタイムのサービス品質、屋内位置の精度が向上します。
