QoS（サービス品質）機能紹介 | プレミアムアンマネージドスイッチに よる重要トラフィックの優先制御
作成者：Jonas Gesch (FAE)
職種：フィールドアプリケーションエンジニア（FAE）
産業用イーサネットネットワークは、ミッションクリティカルなプロセスにおけるデータの高可用性と信頼性を確保するために構築されています。一般的に、トラフィックの監視や制御機能はマネージドスイッチに限定されますが、Volktekのプレミアムアンマネージドスイッチは、これらの機能を簡単に利用できる独自のソリューションを提供します。高価なマネージドスイッチへの移行を必要とせず、産業通信の信頼性向上を実現します。
これらの機能は設定不要でバックグラウンドで自動的に動作し、プラグ＆プレイの利便性を維持します。CoS、Industrial QoS（iQoS）、ポート優先制御といった機能により、重要な通信データを優先処理し、ネットワーク全体のQoSを効果的に向上させます。
産業ネットワークではトラフィック増加により、スイッチのバッファが逼迫し、パケットロスや通信遅延が発生するリスクがあります。特に安全性が求められるシステムでは、このような影響は重大な問題となります。
産業ネットワークでは、特に安全性が重要なアプリケーションにおいて、このような中断は回避する必要があります。SCADAシステムによるデータ収集の増加や、PLCからIPCへの移行に伴い、ネットワーク負荷はさらに増大しています。そのため、重要通信を優先的に保護する仕組みが不可欠です。
QoS機能は、重要なデータパケットを識別し、優先的に処理・転送することで、ネットワーク混雑時でも安定した通信を維持します。これにより、産業用通信プロトコルの性能と信頼性を大幅に向上させます。
Volktekのプレミアムアンマネージドスイッチは、以下の優先順位でQoS機能を適用します：
産業用イーサネットネットワークでは、PROFINET、EtherNet/IP、GOOSEなどの専用通信プロトコルが広く利用されています。Volktekのプレミアムアンマネージドスイッチは、iQoS機能によりこれらの産業用プロトコルパケットを自動識別し、優先的に送信キューの先頭へ配置します。これにより、遅延を最小限に抑え、パケットロスを防止し、リアルタイム性が求められる通信の安定性を確保します。
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図1：透過 iQoSによる産業用プロトコルの優先制御
IEEE 802.1pで規定されるCoSは、VLANタグ内のPCP（Priority Code Point）値を利用してトラフィック優先度を設定する仕組みです。PCPは0～7の8段階で構成され、数値が高いほど優先度が高くなります。
例えば、PCP 7はネットワーク制御用の最高優先度、PCP 0は通常のベストエフォート通信を示します。映像、音声、重要アプリケーションなども適切な優先度で制御可能です。
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図2：CoSによるトラフィック優先制御
CoSを最大限活用するためには、VLANタグを付与できるマネージドスイッチとの組み合わせが効果的です。Volktekのプレミアムアンマネージドスイッチは、VLANタグ情報を保持しつつPCP値に基づいた優先制御を実行できるため、混在環境でも高い通信品質を実現します。
Volktekのプレミアムアンマネージドイーサネットスイッチに適用される最後の優先制御基準は、ポート優先制御です。この機能は、スイッチの特定インターフェースポートに入力されるトラフィックを優先処理し、重要デバイスを優先ポートへ物理接続するだけで性能を向上させます。
4～5ポートRJ45モデルではポート1、8ポートモデルではポート1～2、16ポートモデルではポート1～4が優先ポートとなります。
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図3：優先ポートに接続された重要機器
A:いいえ。QoS機能はバックグラウンドで自動的に動作するため、設定や有効化の操作は不要です。
A: ネットワーク負荷が高い状況でも重要通信を優先し、パケットロスや通信断を防ぐことで、安定したシステム運用を実現するためです。
A: PROFINET、EtherNet/IP、GOOSEの各プロトコルを自動識別し、優先制御します。
A: いいえ。一般的なアンマネージドスイッチには通常搭載されておらず、VolktekのPremiumアンマネージドシリーズ独自の高信頼機能です。
Volktek Corporationは台湾を拠点とする産業用イーサネットネットワークソリューションの専門メーカーです。30年以上にわたり、産業オートメーション、ビル管理、海事、交通、エネルギー、重要インフラ分野において豊富な実績を有しています。
過酷な産業環境でも安定して稼働する、高信頼・高耐久・導入容易なネットワーク製品の提供に注力しており、開発設計・製造・品質管理を一貫して自社で行っています。
さらに、システム設計から導入、長期運用、技術サポートまで、製品ライフサイクル全体を通じてグローバルにお客様を支援し、強靭で将来性の高いOTネットワーク構築をサポートします。
