IEEE802.1Qatとは？

IEEE802.1Qatは、イーサネットネットワーキングに関連するIEEE 802.1規格の1つです。この規格は、イーサーネットにおいて、Talker→Listener間のストリームの帯域予約確保を行い、Talkerから送信されるAudio/VideoストリームをListenerで安定した再生をすることを可能にします。

• IEEE802.1Qatが必要な理由

  イーサーネットは、通信品質を保証しないベストエフォート思想のネットワークのため、Talker⇒Listenerの経路途中で輻輳が発生した場合、 Audio ⁄ Videoストリームを運ぶイーサーネットフレームが破棄される可能性があります。これでは、Listenerで安定したAudio ⁄ Videoストリームの再生を保証できません。そこで、 輻輳によりTalker⇒Listenerの経路で、Audio ⁄ Videoストリームが破棄されることがないように、 TalkerからListenerへ向けて、Audio ⁄ Videoストリームを送信開始する前に、 IEEE802.1Qatの規格の手順に従い、Talker⇒Listener間にて、予め、 Audio ⁄ Videoの伝送帯域を、予約確保することが必要になります。

  • 輻輳とは、ネットワーク機器にトラフィックが過剰に集中し、通信しづらくなる状態のことを意味します。
  

• Audio ⁄ Videoストリーム伝送帯域の予約確保手順について

  Talker⇒Listener間で伝送帯域の予約確保手順について説明します。
  TalkerとListenerの間に、3つのブリッジが存在するケースを説明例に挙げます。

  • Talkerとは、 Audio ⁄ Videoストリームの送信機器のことを指します。
  • Listenerとは、 Audio ⁄ Videoストリームの再生機器のことを指します。
  • Bridgeとは、 中継機器（例えば、スイッチなど）のことを指します。
  

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①Talkerが予約確保したい伝送帯域情報を含んだAdvertiseメッセージをListenerに向けて送信します。

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②Talker⇒Listenerの経路上の各Bridgeは、Talkerが要求する伝送帯域を予約確保可能であれば、そのまま、Advertiseメッセージを中継します。

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③Listenerは、Advertiseメッセージを受信後、ReadyメッセージをTalkerに送り返します。

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④各Bridgeは、Readyメッセージを中継します。

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⑤Talkerは、ListenerからのReadyメッセージを受信後、Listenerに向けて、 Audio ⁄ Videoストリームの送信を開始します。

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⑥各Bridgeは、 予約確保された伝送帯域を使用して、Audio ⁄ Videoストリームを中継し、Listenerにてストリームを再生します。

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IEEE802.1Qav（QavForwarding and Queuing Enhancement for Time-Sensitive Stream）との組み合わせ使用について

IEEE802.1Qat規格に従い、 Talker⇒Listener間で伝送帯域の予約確保だけでは、 厳密には、すべてのケースでのListenerで安定したAudio ⁄ Videoストリームの再生を保証できません。IEEE802.1Qat規格では、 Audio ⁄ Videoストリームを運ぶイーサーネットフレームの送信間隔について規定されていないため、例えば、Bridgeから、次のBridgeへ、瞬間的に、集中してイーサーネットフレームが連続して送信された場合、次のBridgeの受信能力によっては、イーサーネットフレームの破棄が起こる可能性があります。そのため、 Audio/Videoストリームを運ぶイーサーネットフレームの送信方法及び送信間隔を規定しているIEEE802.1Qav規格をIEEE802.1Qatとセットでの採用が必要です。

IEEE802.1Qavについては、別ページに詳細ございます。 (後日公開予定)

まとめ

本コラムでは、 IEEE802.1Qat（Stream Reservation Protocol）の概要について、説明しました。次回は、IEEE802.1Qav（Forwarding and Queuing Enhancement for Time-Sensitive Stream）について説明します。