Cisco IOS サービス品質(QoS)ソリューション コ ンフィギュレーション ガイド
ヘッダー圧縮
ヘッダー圧縮
発行日;2012/02/02 | 英語版ドキュメント(2011/05/10 版) | ドキュメントご利用ガイド | ダウンロード ; この章pdf , ドキュメント全体pdf (PDF - 8MB) | フィードバック

目次

ヘッダー圧縮

目次

ヘッダー圧縮機能の概要

定義済みのヘッダー圧縮

ヘッダー圧縮機能のタイプ

RTP の機能とヘッダー圧縮

RTP ヘッダー圧縮の機能

RTP ヘッダー圧縮機能を使用する理由

TCP の機能性とヘッダー圧縮

TCP ヘッダー圧縮の機能

TCP ヘッダー圧縮機能を使用する理由

クラスベースのヘッダー圧縮機能

クラスベースのヘッダー圧縮機能を使用する理由

IPHC プロファイルおよびヘッダー圧縮

IPHC プロファイルを使用する理由

関連情報

その他の関連資料

関連資料

規格

MIB

RFC

シスコのテクニカル サポート

用語集

ヘッダー圧縮

ヘッダー圧縮は、パケットの IP ヘッダーを圧縮してからパケットを送信するメカニズムです。シスコでは、RTP ヘッダー圧縮(RTP パケットに使用)および TCP ヘッダー圧縮(TCP パケットに使用)の 2 種類のヘッダー圧縮機能を提供しています。

このモジュールでは、ヘッダー圧縮のハイレベルの概要について説明します。ヘッダー圧縮を設定する前に、このモジュールに含まれる情報を理解する必要があります。

ヘッダー圧縮機能の概要

ヘッダー圧縮機能を設定するには、次の概念を理解しておく必要があります。

「定義済みのヘッダー圧縮」

「ヘッダー圧縮機能のタイプ」

「RTP の機能とヘッダー圧縮」

「TCP の機能性とヘッダー圧縮」

「クラスベースのヘッダー圧縮機能」

「IPHC プロファイルおよびヘッダー圧縮」

定義済みのヘッダー圧縮

ヘッダー圧縮機能は、パケットが伝送される前にデータ パケット内の IP ヘッダーを圧縮するメカニズムです。ヘッダー圧縮によりネットワークのオーバーヘッドが減少し、Real-Time Transport Protocol(RTP)パケットと Transmission Control Protocol(TCP)パケットの転送が高速になります。ヘッダー圧縮により、RTP パケットまたは TCP パケットを転送するときに消費される帯域幅も削減されます。

ヘッダー圧縮機能のタイプ

シスコでは次の 2 種類のヘッダー圧縮機能を提供しています。

RTP ヘッダー圧縮(RTP パケットに使用)

TCP ヘッダー圧縮(TCP パケットに使用)

この項のこの後の部分で説明するように、RTP ヘッダー圧縮と TCP ヘッダー圧縮は、いずれも同じ方法でパケットを処理します。


) RTP および TCP ヘッダー圧縮は、通常はインターフェイス単位(またはサブインターフェイス単位)で設定します。ただし、Modular Quality of Service(QoS)Command-Line Interface(CLI)(MQC)を使用して、クラス単位で RTP ヘッダー圧縮または TCP ヘッダー圧縮のいずれかを設定するように選択できます。クラスベースの RTP および TCP ヘッダー圧縮の詳細については、このモジュールの後半で説明します。


RTP の機能とヘッダー圧縮

RTP は、ユニキャストまたはマルチキャスト サービスに対してオーディオ、ビデオ、またはシミュレーション データをサポートするアプリケーションに、エンドツーエンド ネットワークの転送機能を提供します。

RTP は、インターネット上のあらゆる規模のグループのリアルタイム会議をサポートします。これには、オーディオやビデオ ブリッジなどのゲートウェイの発信元の識別のサポートと、マルチキャストからユニキャストへの変換のサポートが含まれます。RTP では、レシーバーからマルチキャスト グループへの QoS のフィードバックが提供され、さまざまなメディア ストリームの同期がサポートされています。

RTP にはデータ部分とヘッダー部分があります。RTP のデータ部分はシン プロトコルであり、タイミングの再構築、損失の検出、コンテンツの識別を含む、連続媒体などのアプリケーションのリアルタイム プロパティをサポートします。RTP のヘッダー部分はデータ部分よりもかなり大きくなっています。ヘッダー部分は、IP セグメント、User Datagram Protocol(UDP; ユーザ データグラム プロトコル)セグメント、および RTP セグメントで構成されます。IP/UDP/RTP のセグメントを組み合わせたサイズを考慮すると、圧縮せずに IP/UDP/RTP ヘッダーを送信するのは効率が悪くなります。

使用可能な帯域幅を無駄に消費するのを避けるために、RTP ヘッダーの圧縮は link-by-link で使用されます。

RTP ヘッダー圧縮の機能

RTP ヘッダー圧縮は、RTP パケットの RTP ヘッダー(つまり、IP、UDP、および RTP セグメントの組み合わせ)を圧縮します。図 1 に、このプロセスと、RTP ヘッダー圧縮機能が着信パケットを処理する方法を示します。

この例では、パケットはインターフェイスに着信して分類されます。パケットが分類されると、そのパケットは設定されたキューイング メカニズムに従って転送用のキューに投入されます。

図 1 RTP ヘッダー圧縮

 

通常、ほとんどのオーディオ アプリケーションの RTP パケットには 20 ~ 128 バイトのペイロードがあります。

RTP ヘッダー圧縮機能は RTP トラフィックを識別して、RTP パケットの IP ヘッダー部分を圧縮します。IP ヘッダー部分は、IP セグメント、UDP セグメント、および RTP セグメントで構成されます。図 1 では、最小限の 20 バイトの IP セグメントと 8 バイトの UDP セグメントおよび 12 バイトの RTP セグメントを組み合わせて、40 バイトの IP/UDP/RTP ヘッダーが作成されます。図 1 では、この RTP ヘッダー部分が 40 バイトからおよそ 5 バイトに圧縮されています。


) RTP ヘッダー圧縮機能は、フレームリレー、HDLC、または PPP カプセル化を使用するシリアル インターフェイスでサポートされています。また、ISDN インターフェイスでもサポートされています。


RTP ヘッダー圧縮機能を使用する理由

RTP ヘッダー圧縮は、パケット圧縮の面では大きな利点を生み出しています。これは、ヘッダーの一部のフィールドはすべてのパケットで変わりますが、パケット間の違いは変わらないことが多いため、二次的な差はゼロになるためです。デコンプレッサを使用すると、情報を失わずに元のヘッダーを再構築することができます。

RTP ヘッダー圧縮機能は、マルチメディアの RTP トラフィックのオーバーヘッドも削減します。マルチメディアの RTP トラフィックのオーバーヘッドを減らすことで、対応する遅延も削減されます。RTP ヘッダー圧縮が特に有用なのは、RTP ペイロードのサイズが小さい場合(たとえば、20 ~ 50 バイトの圧縮されたオーディオ ペイロードの場合)です。

帯域幅が気になる場合、および RTP トラフィックの部分が大きい場合の WAN インターフェイスには、RTP ヘッダー圧縮を使用します。メディアオンデマンドやインターネット テレフォニーなどのインタラクティブ サービスにも RTP ヘッダー圧縮を使用できます。RTP ヘッダー圧縮は、インターネット上のあらゆる規模のグループのリアルタイム会議をサポートします。これには、オーディオやビデオ ブリッジなどのゲートウェイの発信元の識別のサポートと、マルチキャストからユニキャストへの変換のサポートが含まれます。RTP ヘッダー圧縮は、テレフォニーの音声とスロー リンクで実行される Multicast Backbone(MBONE)アプリケーションの両方で利用することができます。


) RTP ヘッダー圧縮を高速インターフェイス(つまり、すべてが T1 を超えるスピード)に使用するのはお勧めしません。RTP ヘッダー圧縮によって得られた帯域幅の節約分は、ルータの CPU 利用率が高くなることで相殺される可能性があります。


TCP の機能性とヘッダー圧縮

TCP は、FTP、Telnet、および HTTP などのアプリケーションに、信頼性のあるエンドツーエンドのネットワーク転送を提供します。TCP は IP によって提供されるコネクションレス型のサービスを使用します。

TCP にはデータ部分とヘッダー部分があります。TCP のヘッダー部分はデータ部分よりもかなり大きくなっています。ヘッダー部分は、IP セグメントおよび TCP セグメントで構成されます。TCP/IP のセグメントを組み合わせたサイズを考慮すると、圧縮せずに TCP/IP ヘッダーを送信するのは効率が悪くなります。

使用可能な帯域幅を無駄に消費するのを避けるために、TCP ヘッダーの圧縮は link-by-link で使用されます。

TCP ヘッダー圧縮の機能

TCP ヘッダー圧縮は、TCP パケットの TCP ヘッダー(つまり、IP および TCP セグメントの組み合わせ)を圧縮します。図 2 に、このプロセスと、TCP ヘッダー圧縮機能が着信パケットを処理する方法を示します。

この例では、パケットはインターフェイスに着信して分類されます。パケットが分類されると、そのパケットは設定されたキューイング メカニズムに従って転送用のキューに投入されます。

図 2 TCP ヘッダー圧縮

 

通常、TCP アプリケーションの TCP パケットには 1 ~ 1500 バイトのペイロードがあります。

TCP ヘッダー圧縮機能は TCP トラフィックを識別して、TCP パケットの IP ヘッダー部分を圧縮します。IP ヘッダー部分は、IP セグメントおよび TCP セグメントで構成されます。図 2 では、20 バイトの IP セグメントと 20 バイトの TCP セグメントを組み合わせて、40 バイトの TCP/IP ヘッダーが作成されます。図 2 では、この TCP/IP ヘッダー部分が 40 バイトからおよそ 2 ~ 4 バイトに圧縮されています。


) TCP ヘッダー圧縮機能は、フレームリレー、HDLC、または PPP カプセル化を使用するシリアル インターフェイスでサポートされています。また、ISDN インターフェイスでもサポートされています。


TCP ヘッダー圧縮機能を使用する理由

TCP ヘッダー圧縮は、パケット圧縮の面では大きな利点を生み出しています。これは、ヘッダーの一部のフィールドはすべてのパケットで変わりますが、パケット間の違いは変わらないことが多いため、二次的な差はゼロになるためです。デコンプレッサを使用すると、情報を失わずに元のヘッダーを再構築することができます。

TCP ヘッダー圧縮機能はオーバーヘッドも削減します。TCP トラフィックのオーバーヘッドを減らすことで、対応する遅延も削減されます。TCP ヘッダー圧縮が特に有用なのは、TCP ペイロードのサイズが小さい場合(たとえば、Telnet などのインタラクティブ トラフィックの場合)です。

帯域幅が気になる場合、および TCP トラフィックの部分が大きい場合の WAN インターフェイスには、TCP ヘッダー圧縮を使用します。


) TCP ヘッダー圧縮を高速インターフェイス(つまり、すべてが T1 を超えるスピード)に使用するのはお勧めしません。TCP ヘッダー圧縮によって得られた帯域幅の節約分は、ルータの CPU 利用率が高くなることで相殺される可能性があります。


クラスベースのヘッダー圧縮機能

クラスベースのヘッダー圧縮機能では、このモジュールの前半で説明した RTP および TCP ヘッダー圧縮と同じ機能を使用します。つまり、クラスベースのヘッダ圧縮機能では、このモジュールの「RTP の機能とヘッダー圧縮」および「TCP の機能性とヘッダー圧縮」のそれぞれの項で説明したのと同じ方法でパケットを処理します。

クラスベースのヘッダー圧縮機能は、ネットワークで RTP ヘッダー圧縮または TCP ヘッダー圧縮を設定する場合に選択できるもう 1 つの方法です。

RTP および TCP ヘッダー圧縮は、通常は インターフェイス単位 (またはサブインターフェイス単位)で設定します。クラスベースのヘッダー圧縮機能(RTP または TCP)は、MQC を使用して クラス単位 で設定します。

MQC は、ポリシー マップ(トラフィック ポリシー)内でクラスを作成し、そのポリシー マップをインターフェイスにアタッチすることができる CLI です。このポリシー マップは、ネットワークで特定の QoS 機能(RTP または TCP ヘッダー圧縮機能)を設定する際に使用されます。

MQC の詳細については、『 Applying QoS Features Using the MQC 』モジュールを参照してください。

クラスベースのヘッダー圧縮機能を使用する理由

クラスベースのヘッダー圧縮を使用すると、ネットワーク上でパケットの一部を圧縮(そして圧縮解除)できます。クラスベースのヘッダー圧縮機能はフィルターとして動作するため、RTP ヘッダー圧縮または TCP ヘッダー圧縮のいずれかを使用して圧縮するパケットをかなり詳細なレベルで指定できます。

たとえば、ネットワークを通過するすべての RPT(またはすべての TCP)パケットを圧縮する代わりに、RTP ヘッダー圧縮機能を設定して、特定の条件(たとえば「voice」という名前のクラスのプロトコルのタイプが「ip」である、など)に一致するパケットのみを圧縮することができます。

IPHC プロファイルおよびヘッダー圧縮

ネットワークでヘッダー圧縮機能を設定する方法の 1 つに、IP Header Compression(IPHC)プロファイルを使用する方法があります。IPHC プロファイルはテンプレートの一種で、使用するヘッダー圧縮のタイプを設定したり、すべてのオプション機能やヘッダー圧縮の設定値を設定して、そのプロファイルをインターフェイス、サブインターフェイス、またはフレームリレー Permanent Virtual Circuit(PVC; 相手先固定接続)に適用できます。

IPHC プロファイルを使用する理由

柔軟性を強化

IPHC プロファイルで使用するオプションの設定とヘッダー圧縮機能を 一度 有効にすれば、その IPHC プロファイルを必要な数のインターフェイス、サブインターフェイス、またはフレームリレー PVC に適用できます。

関連情報

次の作業は、設定するヘッダー圧縮機能の種類と、IPHC プロファイルを使用してヘッダー圧縮機能を設定するかどうかによって異なります。

RTP ヘッダー圧縮機能を設定するには、『 Configuring RTP Header Compression 』モジュールを参照してください。

TCP ヘッダー圧縮機能を設定するには、『 Configuring TCP Header Compression 』モジュールを参照してください。

クラスベースの RTP または TCP ヘッダー圧縮機能を設定するには、『 Configuring Class-Based RTP and TCP Header Compression 』モジュールを参照してください。

IPHC プロファイルを使用してヘッダー圧縮機能を設定するには、『 Configuring Header Compression Using IPHC Profiles 』を参照してください。

その他の関連資料

ここでは、ヘッダー圧縮機能に関する関連資料について説明します。

関連資料

内容
参照先

QoS コマンド:コマンド構文、コマンド モード、コマンド履歴、デフォルト、使用上のガイドライン、および例

『Cisco IOS Quality of Service Solutions Command Reference』

MQC

Applying QoS Features Using the MQC 』モジュール

RTP ヘッダー圧縮

Configuring RTP Header Compression 』モジュール

TCP ヘッダー圧縮

Configuring TCP Header Compression 』モジュール

クラスベースの RTP および TCP ヘッダー圧縮

Configuring Class-Based RTP and TCP Header Compression 』モジュール

IPHC プロファイルおよびヘッダー圧縮

Configuring Header Compression Using IPHC Profiles 』モジュール

規格

規格
タイトル

新しい規格または変更された規格はサポートされていません。また、既存の規格に対するサポートに変更はありません。

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MIB

MIB
MIB リンク

新しい MIB または変更された MIB はサポートされていません。また、既存の MIB に対するサポートに変更はありません。

選択したプラットフォーム、Cisco IOS リリース、および機能セットの MIB を検索してダウンロードする場合は、次の URL にある Cisco MIB Locator を使用します。

http://www.cisco.com/go/mibs

RFC

RFC
タイトル

RFC 1144

『Compressing TCP/IP Headers for Low-Speed Serial Links』

RFC 2507

『IP Header Compression』

RFC 2508

『Compressing IP/UDP/RTP Headers for Low-Speed Serial Links』

RFC 3544

『IP Header Compression over PPP』

RFC 3545

『Enhanced Compressed RTP (CRTP) for Links with High Delay, Packet Loss and Reordering』

RFC 3550

『A Transport Protocol for Real-Time Applications』

シスコのテクニカル サポート

説明
リンク

シスコのテクニカル サポート Web サイトには、数千ページに及ぶ検索可能な技術情報があります。製品、テクノロジー、ソリューション、技術的なヒント、およびツールへのリンクもあります。Cisco.com の登録ユーザであれば、ログインしてさらに多くの情報を参照できます。

http://www.cisco.com/en/US/support/index.html

用語集

HDLC :High-Level Data Link Control(ハイレベル データリンク コントロール)。International Organization for Standardization(ISO; 国際標準化機構)によって開発された、ビット単位の同期データ リンク層のプロトコル。HDLC は Synchronous Data Link Control(SDLC; 同期データ リンク制御)から派生したもので、フレーム文字とチェックサムを使用して同期シリアル リンクのデータのカプセル化する方法を指定します。

ISDN :Integrated Services Digital Network。電話交換網でデータ、音声、およびその他のソースのトラフィックの伝送が許可された電話会社によって提供される通信プロトコル。

MQC :Modular Quality of Service Command-Line Interface(モジュラ QoS コマンドライン インターフェイス)。MQC を使用すると、トラフィック クラスおよびポリシー マップを作成して、そのポリシー マップをインターフェイスにアタッチできます。ポリシー マップは、ネットワークに QoS 機能を適用します。

PPP :Point-to-Point Protocol(ポイントツーポイント プロトコル)。同期回線および非同期回線上で、ルータ間の接続、およびホストからネットワークへの接続を提供するプロトコルです。

RTP :Real-Time Transport Protocol。ユニキャストまたはマルチキャスト ネットワーク サービスで、リアルタイム データ(オーディオ、ビデオ、シミュレーション データなど)を送信するアプリケーションに、エンドツーエンド ネットワーク送信機能を提供するように設計されたプロトコルです。RTP は、ペイロード タイプの識別、シーケンス番号付け、タイムスタンプ処理、配信のモニタリングなどのサービスをリアルタイム アプリケーションに提供します。

TCP :Transmission Control Protocol(伝送制御プロトコル)。信頼できる全二重方式データ送信を可能にする接続指向のトランスポート レイヤ プロトコル。TCP は TCP/IP プロトコル スタックの一部です。

UDP :User Datagram Protocol(ユーザ データグラム プロトコル)。TCP/IP プロトコル スタックのコネクションレス型トランスポート レイヤ プロトコルです。UDP は、確認応答または保証された配信なしでデータグラムを交換する簡易なプロトコルです。エラー処理と再送信は他のプロトコルで対処する必要があります。UDP は RFC 768 に定義されています。

圧縮 :データ セットの保存に必要な容量、またはデータ セットの送信に必要な帯域幅を減らすアルゴリズムによるデータ セットの処理。

圧縮解除 :圧縮されたヘッダーを再構築する動作。

サブヘッダー :IPv6 ベースのヘッダー、IPv6 拡張ヘッダー、IPv4 ヘッダー、UDP ヘッダー、RTP ヘッダー、または TCP ヘッダーなどです。

標準ヘッダー :通常の圧縮されていないヘッダー。標準ヘッダーは、Context Identifier(CID)または生成の関連付けを伝送しません。

不正な圧縮解除 :圧縮されたヘッダーと圧縮解除されたヘッダーが、圧縮されていないヘッダーと異なっている状況。通常、この不一致の原因は、コンプレッサとデコンプレッサ間のコンテキストが一致していない場合や、圧縮されたヘッダーの伝送時にビットのエラーが発生したことです。

ヘッダー :一連のサブヘッダー。