帯域 vs 遅延:太い管と長い管
ネットワークを「水を流す管」に見立てます。帯域=管の太さ、遅延(片道)=管の長さ。大ファイル転送が帯域律速か遅延律速かが切り替わる様子を体感します。
100 Mbps
20 ms
1.00 MB
送信時間 = サイズ / 帯域
—
往復遅延(RTT)
—
合計 転送時間
—
BDP(帯域遅延積)
—
いま何律速?
—
管:太さ=帯域 / 長さ=遅延 / 流れる玉=データ
転送時間の内訳(往復で接続→送信が始まる)
ネットワークの速さは 1 つの数字では決まりません。よく混同される 2 つの量があります。
帯域(バンド幅)は「1 秒あたり何ビット流せるか」=管の太さ。遅延(レイテンシ)は「先頭の 1 ビットが届くまでの時間」=管の長さ。
大ファイルでは送信時間(サイズ÷帯域)が支配的で帯域律速、小ファイルや多数の小さなやり取りでは往復遅延が支配的で遅延律速になります。
管の中に「いつでも入っている」データ量が BDP(帯域遅延積 = 帯域 × RTT)。これが「飛行中(in-flight)」にできる最大量で、TCP のウィンドウサイズの目安になります。
帯域(バンド幅)は「1 秒あたり何ビット流せるか」=管の太さ。遅延(レイテンシ)は「先頭の 1 ビットが届くまでの時間」=管の長さ。
大ファイルでは送信時間(サイズ÷帯域)が支配的で帯域律速、小ファイルや多数の小さなやり取りでは往復遅延が支配的で遅延律速になります。
管の中に「いつでも入っている」データ量が BDP(帯域遅延積 = 帯域 × RTT)。これが「飛行中(in-flight)」にできる最大量で、TCP のウィンドウサイズの目安になります。
いま何が起きている?
ここがポイント
- 帯域 ≠ 遅延 ── 太い管でも長ければ「先頭の到着」は遅い。光速の壁は帯域を上げても消えない。
- 大ファイルは帯域律速 ── 送信時間 = サイズ ÷ 帯域 が支配的。管を太くすると速くなる。
- 小ファイルは遅延律速 ── ほぼ往復時間(RTT)で決まる。帯域を上げてもほぼ変わらない。
- BDP = 帯域 × RTT ── 管に「飛行中」にできる最大データ量。これより小さい送信ウィンドウだと管を満たせず帯域を活かしきれない。