たった数ミリ秒がクラウドでの分析パフォーマンスに大きな影響を与えるか

1ミリ秒(ms)で何ができるか考えたことがありますか？ハエは3ミリ秒、ミツバチは5ミリ秒で羽ばたきます。一方、人間は目をまばたきするのに300ミリ秒かかります。ミリ秒は1秒の1000分の1なので、とても微少なことのように思えます。しかし、わずかなミリ秒であっても、クラウド通信のパフォーマンスには大きな影響を与えます。

以前の ブログ記事 では、クラウドのアーキテクチャを開発する際には、地理的条件を考慮する必要があると説明しました。この主な理由は、ネットワークのレイテンシー（待機時間）とそれがクラウドのワイド・エリア・ネットワーク (WAN) のパフォーマンスが悪影響を及ぼすことでした。その記事では、理由を説明せずに、レイテンシーの問題の解決策について説明しました。理由を学ぶことができれば、WANパフォーマンスのエキスパートに一歩近づくことでしょう。

私は3年以上にわたり、テラデータのお客様がVantageシステムをクラウドに移行するのお手伝いをしてきましたが、WANのパフォーマンスは常に大きな懸念事項でした。私は電気工学の学位を持ち、1980年代にはWANネットワーク機器を設計していましたが、クラウドのWANパフォーマンスの問題を診断することにはいつも違和感を覚えていました。私の通常の対応は、専属のネットワークの専門家に助けを求めることでした。確かに私のネットワーク技術は未熟でしたが、インターネットでいくら調べても必要な全体像は見えてきませんでした。ネットワークの専門家と1年にわたって対話をした後、私はようやく、このつかみどころのない問題のシンプルさを理解することができました。ここでの私の目標は、その洞察をもとに、クラウドのWAN通信を使いこなせるようになるシンプルな説明をすることです。

この説明は、アプリケーションが信頼性の高いデータ伝送を必要とすることから始まります。信頼性の高い伝送は、図 1に示されたように、データパケットの受信確認 (Ack) を使用するネットワーク・プロトコルによって実現されます (図 1 参照)。送信側は、データパケットを送信した後、送信が成功したことを示す受信側のAckを待ちます。送信側は、受信側のAckを待ち、その総往復時間の間、アイドル状態になります。ほとんどのWANのようにネットワークのレーテンシーが大きい場合、単一のデータストリームのネットワークパフォーマンスを低下させるのはこのアイドル時間です。
 

図 1 データパケット受信確認による信頼性の高いデータ転送

図 2: 1ミリ秒のレイテンシーでの大きなファイル転送

図 3: 35 ミリ秒のレイテンシーを持つ大規模なファイル転送