TCP (Transmission Control Protocol) はインターネット通信のバックボーンであり、クライアントとサーバー間の信頼性の高いデータ転送を保証します。ただし、固有の遅延、パケット損失、輻輳の問題により、標準の TCP 実装では、特に高速ネットワーク、グローバル アプリケーション、コンテンツ配信サービスでは、必ずしも最適なパフォーマンスが得られない場合があります。TCP 最適化とは、データ転送の効率を改善し、遅延を減らし、スループットを最大化するように設計された手法と拡張機能を指します。
TCP はデータの整合性と順序どおりの配信を保証しますが、次のような非効率性の問題が発生する場合があります。 - スロー スタート メカニズム: TCP は輻輳を回避するためにデータ転送を徐々に増やします。これにより、高帯域幅環境で遅延が発生する可能性があります。 - パケット損失と再送信: パケットが失われると再送信がトリガーされ、遅延が増加してスループットが低下します。 - 長距離ネットワークでの高遅延: TCP のハンドシェイクと輻輳制御メカニズムにより、特に長距離ネットワークでは接続が遅くなる可能性があります。
TCP ウィンドウ スケーリング TCP は「ウィンドウ」を使用して、確認応答を待つ前に送信できるデータの量を制御します。このウィンドウ サイズを動的に増やすことで、TCP は高帯域幅ネットワークをより有効に活用できます。
選択的確認応答 (SACK) パケット損失後にすべてのパケットを再送信する代わりに、SACK を使用すると、受信側は失われたパケットのみを確認できるため、不要なデータ転送が削減されます。
TCP Fast Open (TFO) この機能強化により、初期ハンドシェイク中にデータを送信できるようになり、従来の 3 ウェイ ハンドシェイクの遅延が短縮され、最初のラウンドトリップが高速化されます。
輻輳制御アルゴリズム BBR (ボトルネック帯域幅とラウンドトリップ伝播時間) や CUBIC などの最新の輻輳制御メカニズムは、ネットワーク状態に適応し、高遅延のシナリオでのパフォーマンスを向上させます。
永続的な接続とキープアライブ 複数のリクエストに対して TCP 接続を開いたままにしておくと、ハンドシェイクを繰り返す必要性が減り、Web アプリケーションの効率が向上します。
パケット損失回復メカニズム 前方誤り訂正 (FEC) などのテクノロジーは、特にストリーミングや VoIP アプリケーションにおいて、完全な再送信を必要とせずに失われたデータを回復するのに役立ちます。
での TCP 最適化 CDN は、Web パフォーマンスの向上に TCP 最適化に大きく依存しています。輻輳制御を微調整し、ハンドシェイクのオーバーヘッドを削減し、最適化された再送信戦略を実装することで、CDN は Web ページの読み込みを高速化し、ビデオ ストリーミングをスムーズにし、ゲーム エクスペリエンスのレイテンシを低く抑えることができます。
TCP の最適化は、特に高速データ転送を必要とするアプリケーションや高遅延環境で動作するアプリケーションの場合、ネットワーク効率を向上させるために不可欠です。ウィンドウ スケーリング、輻輳制御のチューニング、高速ハンドシェイクなどの手法は、パフォーマンスを最大限に高め、インターネット全体でシームレスなユーザー エクスペリエンスを保証します。