RSVP(アールエスブイピー)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

RSVPは「Resource ReSerVation Protocol」の略であり、IPネットワーク上で特定の通信、特にリアルタイム性の高いアプリケーションが必要とする帯域幅や遅延といったネットワークリソースを予約するためのプロトコルである。このプロトコルの主な目的は、VoIP（Voice over IP）やビデオストリーミング、オンラインゲームのような、通信品質の保証が不可欠なアプリケーションに対して、安定した通信品質、すなわちQuality of Service (QoS) を提供することにある。通常のインターネット通信はベストエフォート型であり、ネットワークの混雑状況によって品質が変動するが、RSVPを用いることで、特定のデータフローのために必要なリソースを事前に確保し、途切れない音声や滑らかな映像といった、高品質なサービスを実現する基盤技術となる。RSVPは、送信者と受信者の間でメッセージを交換することで、通信経路上の各ルータにリソースの確保を要求し、その状態を維持する仕組みを持つ。

RSVPが目指すQuality of Service (QoS) は、ネットワークサービスにおいて、利用者に対して一定水準の品質を保証する概念である。データ通信の品質は、帯域幅、遅延、ジッタ（遅延のばらつき）、パケット損失率など、様々な要素によって評価される。リアルタイムアプリケーションでは、これらの要素のいずれか一つでも悪化すると、ユーザー体験に直接的な影響を与えるため、QoSの保証が極めて重要となる。RSVPは、ネットワーク上の各デバイスに、特定のデータフローに対するリソースを明確に予約させることで、このような厳しい品質要件を満たそうと試みる。

RSVPの動作は、主にPATHメッセージとRESVメッセージという二種類のメッセージ交換によって行われる。まず、通信を始めたい送信者側から、受信者に向けてPATHメッセージが送信される。このPATHメッセージには、送信者の情報や、通信の特性を示す情報などが含まれており、送信者から受信者への経路上の各ルータを経由して転送される。各ルータはPATHメッセージを受け取ると、そのメッセージに含まれる情報を自身のメモリに一時的に保持し、送信者から受信者への経路情報を記録する。

PATHメッセージが最終的に受信者に到達すると、受信者は自身の必要とするリソース量やQoSの要件（例えば、必要な帯域幅や最大許容遅延など）を指定したRESVメッセージを作成し、これを送信者に向けて返信する。RESVメッセージは、PATHメッセージが辿ってきた経路を逆方向に遡る形で、各ルータを経由して転送される。RESVメッセージを受け取った各ルータは、そのメッセージが要求するリソースを自身の持つ資源から割り当て可能であるか評価する。この評価プロセスは「アドミッション制御」と呼ばれ、ルータの現在のリソース使用状況や管理者によって設定されたポリシーに基づいて行われる。もしルータがリソースを割り当て可能と判断すれば、そのリソースを予約済みとして確保し、RESVメッセージをさらに上流のルータに転送する。もしリソースが不足している、あるいはポリシーに反するなどの理由で割り当てが不可能な場合、そのルータはRESVメッセージを拒否し、予約は確立されない。このようにしてRESVメッセージが送信者まで到達すれば、送信者から受信者までの経路上の全てのルータで指定されたリソースが予約された状態となり、特定のデータフローに対するQoSが保証される。

RSVPの重要な特徴の一つに、「ソフトステート」という概念がある。RSVPによって予約されたリソースは、永続的に保持されるわけではない。PATHメッセージやRESVメッセージは、一定期間ごとに再送されることで、ルータに保持されている状態情報が定期的に更新される。もし、これらの更新メッセージが一定期間途絶えると、ルータは予約状態を自動的に解放する。この仕組みにより、ネットワークの構成変更や障害が発生した場合でも、不要なリソース予約が残り続けることを防ぎ、システム全体の柔軟性と回復力を保つことができる。

また、RSVPには複数の「予約スタイル」が存在し、アプリケーションの要件に応じて使い分けられる。例えば、「Fixed Filter (FF)」スタイルは、特定の送信者から特定のフローに対してリソースを予約する。一方、「Shared Explicit (SE)」スタイルは、複数の指定された送信者からのフローに対して、共通のリソースを共有して予約する。さらに、「Wildcard Filter (WF)」スタイルは、特定の送信者を指定せず、ワイルドカード的にリソースを予約し、その経路上の任意の送信者からのフローに適用される。これらのスタイルを使い分けることで、多様なQoS要件に対応した柔軟なリソース予約が可能となる。

しかし、RSVPにもいくつかの課題がある。最大の課題は「スケーラビリティ」だ。RSVPは、通信フローごとに経路上の各ルータが状態情報を維持する必要がある。そのため、ネットワーク内のフロー数が増大するほど、各ルータの処理負荷やメモリ使用量が急増し、大規模なインターネットバックボーンのような環境での適用が困難となる。このため、RSVPは主に、ネットワークのエッジ部分や、特定のサービスプロバイダが管理する限定されたネットワークセグメントでの利用が検討されてきた。

現代のネットワークでは、RSVP単体での広範な利用は限定的であり、DiffServ (Differentiated Services) やMPLS (Multi-Protocol Label Switching) といった他のQoS技術と組み合わせて利用されることが多い。DiffServは、ネットワークトラフィックをサービス品質ごとに分類し、それぞれのクラスに応じた処理を行うことで、ルータの状態管理のオーバーヘッドを軽減する。RSVPは、DiffServの環境下で、特定の重要なフローに対して、より厳密なリソース保証が必要な場合に、その基盤として利用されることがある。MPLSは、パケット転送を高速化し、トラフィックエンジニアリングを可能にする技術であり、QoS実現の一助となる。RSVPはMPLSネットワークにおいて、ラベルスイッチパス (LSP) の設定や、LSP上でのリソース予約に応用されることもある。

まとめると、RSVPはIPネットワークにおけるQoS保証のための重要なプロトコルであり、特にリアルタイムアプリケーションの安定稼働を支えるために、ネットワークリソースの予約という仕組みを提供する。そのソフトステート特性や多様な予約スタイルは柔軟性をもたらすが、スケーラビリティの課題から、大規模ネットワークでの単独利用は難しく、他のQoS技術との連携が一般的である。システムエンジニアを目指す者にとって、このプロトコルはネットワーク品質保証の仕組みを深く理解する上で不可欠な要素と言える。