【考え中】最大配信速度を抑制したら余計に混雑する、図を描きました！

（5月25日 やはり間違えているかも、考え中です）

mineoの通信最適化の話です。この話うんざりな方は見ないでくださいね。

先日、下記のスレッドを立てました。
「【算数の話】最大配信速度を抑制したら余計に混雑する」
https://king.mineo.jp/my/sato/reports/35311

私の説明が悪くて、理解して頂けない方が多く居られたようです。
で、しつこくも、別の説明図を作ったので紹介します。

mineoでは、最適化の一つとして「最大配信速度を抑制」をしています。※
速度制限をすると、制限した速度以上に、余計に通信が混雑してしまいます。最大速度が低くなればなるほど、混雑が悪化します。

※詳細はこちら。原則、動画のみ対象、混雑時のみ実施。
　https://king.mineo.jp/magazines/special/848

下は、（mineoではなく）全員が速度制限をされた場合の例です。

こんな例を作りました。

１秒に５箱ずつ通信できる回線があります。
(※1箱とは、例えば1Mbitなどのデータ量の事です)
毎秒、平均5箱ずつ通信データがやって来ます。

この時、最大１人１秒に１箱までしか運べない(1Mbps)、という速度制限が付いた場合、どうなるでしょうか。


■Ａ－１　帯域制限が無い場合（１人５箱ずつ）
１秒目にAさんが５箱、２秒絵にBさんが、３秒目にCさんが５箱、、、と一人一定頻度で通信リクエストがある例です。

空いている帯域を占有できるので、１人５箱の通信が１人１秒で終わります。(1人5Mbps)


■Ａ－２　帯域制限がある場合（１人５箱ずつ）
　１秒間に１人１箱しか運べない速度制限が付いた場合。

５人で帯域を分けるので、全員１人５秒になります(１人1Mbps)。
この例では、一定頻度で一定数の通信をする為、常に帯域を５人で分け合っています。

この場合、制限前 1人５Mbps → 制限後 1人1Mbps
となり、帯域制限した割合だけ遅くなっています。
このイメージを持っている人が多いのでは？

ですが、実際の通信は、1人一定数の箱を運ぶ訳ではなく、沢山箱を運びたい人（大きいデータのダウンロード）、少ない箱を運ぶ人（文字だけのデータなど）色々な人が入り混じっています。
下はその例です。


■Ｂ－１ 帯域制限が無い場合（1人当たりの箱数が異なる場合）

下の図のDさんのように、箱１０個を運ぶ人が居たり、Gさんのように箱３個しか運ばない人が居たりします。

BさんとCさんのように二人同時に通信リクエストがあれば、２人で帯域を分け合うので、この時１人当たりの通信速度は5Mbpsの帯域の半分の2.5Mbpsになります。

ただしこの例は、１秒間に平均５個の通信で、Ａ－１やＡ－２と通信リクエスト数は変わりません。（図全体で55個）

この状態で1人１箱の速度制限が付いた場合どうなるでしょうか。



■Ｂ－２ 帯域制限がある場合（1人当たりの箱数が異なる場合）
注意：これはあり得ない図です！！

通信リクエスト通り箱を積んで行くと、帯域よりはみ出してしまいます。
1人辺りの箱数が異なるので、図A-2のように帯域を５人だけで分け合う事ができません。

帯域からはみ出した分は破棄されるのか？　いやいや、下の図のように、皆で帯域を分け合って速度を落として通信をします。

再度書きますが、１秒間に平均５個の通信で、Ａ－１やＡ－２と通信リクエスト数は変わりません。（図全体で55個）


■Ｂ－３ 帯域制限がある場合（1人当たりの箱数が異なる場合）

下の９秒目以降のように、帯域を６人、７人、と多い人数で分け合う事になります。
箱を水平に輪切りにして、切った部分を後で通信するよう先送りして行っているイメージです。

そうすると、細く長く通信する事になり、時間がかかります。つまり通信速度が落ちます。

1人１箱制限で速度が1/5になるかと思いきや、もっと遅くなってしまうのです。
つまり帯域制限をすると、混雑が余計に悪化する確率が上がるという事です。

このように混雑が悪化して行くと、バッファがあふれてパケット破棄やパケット再送が起き、そうなると更に混雑が悪化します。

再度書きますが、通信リクエスト数が多いせいではなく（図全体で55個）1人辺りが運ぶ箱数が異なるとこうなる場合があります。

特に大きいデータの通信が、仕掛中のまま長時間残っていると、後から来た通信の影響を受ける事になります。

この図を見て頂いて、「最大配信速度を抑制すると、余計に混雑する」という事を理解して頂けるでしょうか。

詳しい話は、下のスレッドに書いています。
「【算数の話】最大配信速度を抑制したら余計に混雑する」
https://king.mineo.jp/my/sato/reports/35311

興味ある方はご覧ください。