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帯域について

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投稿者投稿内容
sama
常連さん
会議室デビュー日: 2003/05/16
投稿数: 37
お住まい・勤務地: 福岡
投稿日時: 2005-10-25 16:51
帯域について、ご質問があります。
初歩的なことを聞いているかもしれませんが、
よろしくお願いします。

今、現在、webサーバ(win2000,IIS5.0)1台、クライアントPC(win2000)4台の計5台が、
スイッチイングHUB 100Base/T(5ポート)にぶらさがっている状態
(閉じられたLAN=インターネットには繋がっていません)です。

理論値でいれば、LAN内の帯域は、100Mbit×5=500Mbpsが、確保されていると考えます。
それぞれのクライアントPC間では、データのやり取りなど一切なく、
それぞれのクライアント全てのPCが、webサーバにあるWebサイトに同時アクセスしてる
状態と仮定します。そのサイトに動画コンテンツがあり、仮に5M程度の動画だとします。
webサーバに接続されているポートの帯域は、100Mbps=12.5Mbyte/sです。
5Mのデータを同時に4人が見る場合に、20M(5M×4人)のキャパが必要になると思います。
上記の場合に、それぞれのクライアントは、どのような状態になるのでしょうか?

例えば、@最初の2人(10M)がスムーズに閲覧でき、他の2人は待ち状態のまま、しばらくまって閲覧できるのか?A4人とも遅延を生じながら閲覧することになるのか?

ローカル内での縮図で考えてますが、実際のISPは、どのような運用をされているのでしょうか? 例えば、ユーザ数を多く抱えるポータルサイトなどの運営に関しては、
かなりのキャパシティが必要になってくると思うのですが、単純に受け入れるために
Webサーバのパイプを太くする(接続されているポートの最大帯域を大きくする)
という考え方なのでしょうか? また、全くの素人考えの予測なんですが、
いくつかミラーWebサーバがあり、ルータが効率よく振り分けるシステムに
なっているとか? 疑問に思い投稿させて頂きました。
わかりやすく説明頂けると大変有難いと思います。
よろしくお願い致します。
甕星
ぬし
会議室デビュー日: 2003/03/07
投稿数: 1185
お住まい・勤務地: 湖の見える丘の上
投稿日時: 2005-10-25 17:09
引用:

samaさんの書き込み (2005-10-25 16:51) より:
理論値でいれば、LAN内の帯域は、100Mbit×5=500Mbpsが、確保されていると考えます。


いや、普通は通信経路上のもっとも細い大域をもって言うので、100Mbpsでしょう。

引用:

例えば、@最初の2人(10M)がスムーズに閲覧でき、他の2人は待ち状態のまま、しばらくまって閲覧できるのか?A4人とも遅延を生じながら閲覧することになるのか?


帯域を共有するのでAになります。それでは困るときにはWEBサーバーへの同時アクセス数を制限することで、@にも出来ます。

引用:

ローカル内での縮図で考えてますが、実際のISPは、どのような運用をされているのでしょうか? 例えば、ユーザ数を多く抱えるポータルサイトなどの運営に関しては、
かなりのキャパシティが必要になってくると思うのですが、単純に受け入れるために
Webサーバのパイプを太くする(接続されているポートの最大帯域を大きくする)
という考え方なのでしょうか? また、全くの素人考えの予測なんですが、
いくつかミラーWebサーバがあり、ルータが効率よく振り分けるシステムに
なっているとか? 疑問に思い投稿させて頂きました。
わかりやすく説明頂けると大変有難いと思います。
よろしくお願い致します。


全部です。
通信帯域を太くするのは常套手段ですが、広帯域の接続は急激に高価になります。またサーバー自体の動作速度が追いつかなくなるので、広帯域化での対策には限界があります。
ルーターで負荷を分散する方法もあります。ロードバランサ等と呼ばれるルーターですね。何台かのサーバーに負荷を分散することで、高速化を計ります。サーバー自体がボトルネックになる場合に有効な方法です。
複数のミラーサーバーを地理的に離れた場所に分散配置する方法もあります。コンテンツデリバリサービス等と呼ばれるものです。この分野ではAkamai社が有名です。MicrosoftのWEBサーバーも巨大な負荷を処理するためにAkamaiを利用していますね。
sama
常連さん
会議室デビュー日: 2003/05/16
投稿数: 37
お住まい・勤務地: 福岡
投稿日時: 2005-10-25 17:41
さっそくのご説明ありがとうございます。
>いや、普通は通信経路上のもっとも細い大域をもって言うので、100Mbpsでしょう。
ということは、世帯に回線を引いている場合に、ADSLだとすると、"ADSLルータから
ISPまでの間"が、"クライアントPCとスイッチHub間"と考えていいのでしょうか?
俗にいう"回線速度"というのが、この部分に当たると考えていいでしょうか?

>WEBサーバーへの同時アクセス数を制限
IISにそういった設定があったとおもいます。試してみたいと思います。

>この分野ではAkamai社が有名です。MicrosoftのWEBサーバーも巨大な負荷を処理するためにAkamaiを利用していますね。
yahooや、多くのポータルサイトが利用しているみたいですねー。
どおりでいつも快適な通信なわけですね。ということは、各地のISPに
ヤフーコンテンツが設置されているわけですね。アップロードする人は大変ですね。
(同じモノをすべてのサーバにアップロードするわけですよね?)

>ロードバランサ
これは、仮に、メールサーバやストリーミングサーバがボトルネックになっている
場合に、それに乗じて、Webサーバが重くなっているケースであるとか?
そういったことでしょうか?(そういった場合に、ルータが機械的に、
自動的に負荷分散してくれるという代物でしょうか?)

ただ上記で、疑問が残るのですが、前述の縮図で考えるのであれば、
よく、「ネットワークが全体的に重い。」である
とか聞きますが、基本的にスイッチHUBなので、ポート(クライアントA)間ポート(クライアントB)の通信であるので、そこの通信が重くなるだけで、他ポートで、データが流れてない限り、他の通信に影響するということは考えずらいと思うのですが、考え方が間違っているのでしょうか? 仮にクライントCとクライントDは、関係ないので、帯域は安定した確保が得られると思うのですがいかがでしょうか?

あと、帯域の検査ツールなど有名なものがあればお教えください。
甕星
ぬし
会議室デビュー日: 2003/03/07
投稿数: 1185
お住まい・勤務地: 湖の見える丘の上
投稿日時: 2005-10-25 22:24
引用:

samaさんの書き込み (2005-10-25 17:41) より:
さっそくのご説明ありがとうございます。
俗にいう"回線速度"というのが、この部分に当たると考えていいでしょうか?


そう思ってよいでしょう。

引用:

>この分野ではAkamai社が有名です。MicrosoftのWEBサーバーも巨大な負荷を処理するためにAkamaiを利用していますね。
yahooや、多くのポータルサイトが利用しているみたいですねー。
どおりでいつも快適な通信なわけですね。ということは、各地のISPに
ヤフーコンテンツが設置されているわけですね。アップロードする人は大変ですね。
(同じモノをすべてのサーバにアップロードするわけですよね?)


これらのサービスは複数のサーバーに配置するための仕組みも含めて提供されているはずなので、そんな大変な事はないはずです。もちろん制限もあって、WEBの設計には気を使うでしょうけど。

引用:

>ロードバランサ
これは、仮に、メールサーバやストリーミングサーバがボトルネックになっている
場合に、それに乗じて、Webサーバが重くなっているケースであるとか?
そういったことでしょうか?(そういった場合に、ルータが機械的に、
自動的に負荷分散してくれるという代物でしょうか?)


ちょっと違います。回線の帯域には余裕があるけど、WEBサーバー自身の処理能力がボトルネックになっている場合に使います。WEBサーバーを2台以上用意して、複数のWEBサーバーに処理を分散させることでパフォーマンスを高めます。クライアントからはWEBサーバーは1台しか無いように見えるのが特徴です。

引用:

ただ上記で、疑問が残るのですが、前述の縮図で考えるのであれば、
よく、「ネットワークが全体的に重い。」である


「ネットワークが全体的に重い」なんて事は、普通はありえません。大抵はどこか1箇所(せいぜい数箇所)のボトルネックが原因になっています。ただ、ほぼ全てのトラフィックがボトルネック箇所を通るために、全体的に重くなっているように感じるわけです。

引用:

とか聞きますが、基本的にスイッチHUBなので、ポート(クライアントA)間ポート(クライアントB)の通信であるので、そこの通信が重くなるだけで、他ポートで、データが流れてない限り、他の通信に影響するということは考えずらいと思うのですが、考え方が間違っているのでしょうか? 仮にクライントCとクライントDは、関係ないので、帯域は安定した確保が得られると思うのですがいかがでしょうか?


微妙な書き方ですね。
確かにその状態でクライアントCとクライアントD間の通信が影響を受けて遅くなる事は無いでしょう。ただし、ネットワークの規模が大きくなったり、使用しているプロトコルによってはその限りではないです。
ブロードキャストやマルチキャストを用いるプロトコルの場合は他のポートに繋がれた機器も影響を受けます。
スイッチングHUBはMACアドレス(又はIPアドレス)を学習して送り先を判断します。メモリのサイズは有限ですので、学習できるアドレスの数には限界があります。この限界を超えた場合、ブロードキャストになるので、他のポートにつながっている機器にも影響を与えます。学習できるのは安物のHUBで1000アドレス、高級品で8000アドレスぐらいです。
またHUBに搭載されているコントローラ(LSI)の処理能力は有限です。スイッチング・ファブリックとかバックプレーンと書かれているのがそうで、ポートあたりの通信速度の10倍程度になっています。安物のHUBだと明記していない事が多いです。この処理能力を超えると、他のポートも影響を受けます。
komey
ベテラン
会議室デビュー日: 2003/11/27
投稿数: 76
投稿日時: 2005-10-26 12:54
ちょっとWANとLANを同一視しすぎているので、注釈です。

引用:

samaさんの書き込み (2005-10-25 17:41) より:
ということは、世帯に回線を引いている場合に、ADSLだとすると、"ADSLルータから
ISPまでの間"が、"クライアントPCとスイッチHub間"と考えていいのでしょうか?
俗にいう"回線速度"というのが、この部分に当たると考えていいでしょうか?



回線速度というのは、回線事業者(NTTやKDDIなど)と各世帯との間です。
ADSLの最大XXMbpsというのは、回線事業者と各世帯の帯域を示しています。

ISPは回線事業者とは高速回線(と言っても100Mbpsのところもありますが、、、)で接続されていて、その高速回線を、その回線事業者が終端する各世帯の通信が共有します。

さらにISPはそこからインターネットに繋がるため、上位のISPやIXと接続します。
この高速回線は、そのISPを利用している人の通信が共有します。

また、回線事業者やISPの中は複数のスイッチが介されているので、スイッチングHUB1個として考えるのは早計です。
複数個がカスケード接続されているとしてお考えください。
※間に仮想レイヤも入るので、実際はもっと複雑です。。。


引用:

yahooや、多くのポータルサイトが利用しているみたいですねー。
どおりでいつも快適な通信なわけですね。ということは、各地のISPに
ヤフーコンテンツが設置されているわけですね。アップロードする人は大変ですね。



各地のISPに配置されている、という言い方は適切ではないかと思います。
Yahooは複数のISPから回線を引いてもらっているでしょうが、
ISP自体にはサーバを設置していないでしょう。
※複数のデータセンターにサーバを配置しているかもしれませんが、、、。

引用:

ただ上記で、疑問が残るのですが、前述の縮図で考えるのであれば、
よく、「ネットワークが全体的に重い。」である
とか聞きますが、基本的にスイッチHUBなので、ポート(クライアントA)間ポート(クライアントB)の通信であるので、そこの通信が重くなるだけで、他ポートで、データが流れてない限り、他の通信に影響するということは考えずらいと思うのですが、考え方が間違っているのでしょうか? 仮にクライントCとクライントDは、関係ないので、帯域は安定した確保が得られると思うのですがいかがでしょうか?



「ネットワークが全体的に重い」というのは、ISP-回線事業者間、ISP内、あるいはISP-上位ISP(IX)間への通信が多い状態を示すかと。
前述の通りスイッチングHUB1個という状態ではないですから、同一ネットワークであっても、回線は集約されているため、渋滞することもあります。

あと、回線事業者がブロードキャストを他の世帯に送ることはあまり考えられません。
複数IPアドレス契約していない場合、ADSLやFTTHで割り当てられるIPアドレスのサブネットマスクは/32ではないですか?
※DHCPを使うYahooBBでは違うかもしれませんが、、、。
あと、マルチキャストも送らないと思います。


引用:

あと、帯域の検査ツールなど有名なものがあればお教えください。



不定期にたまに帯域を調べてみたいのであれば、ルータやスイッチでコマンドを打つ、SNMPツールを使って取る、などの手法があります。
定期的に調べるということであれば、有名どころではMRTGでしょうか。
他にもHPのOpenView製品やIBMのTivoliなんかも有名です。
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