ファイルメールUDP転送の高速化
TCPベースのブラウザサービスより高速な転送レート
今日のインターネットでは、主に2つのプロトコルが使用されています。TCPとUDPです。TCPはインターネットの主力です。UDPの転送加速度は、スピードのために作られたサラブレッドです。
TCP入門
このプロトコルには信頼性メカニズムが組み込まれており、TCPパッケージが途中で失われた場合、送信者が自動的に受信者に再送信するようになっています。
受信者が TCP パッケージを受信すると、ACK (Acknowledge) メッセージが送り返され、パッケージが正しく受信されたことを送信者に確認します。この比較的単純なメカニズムにより、TCPプロトコルは非常に信頼性が高く、開発者にとっても使いやすいものとなっています。
送信者にACKメッセージを送ることは、パフォーマンスを著しく低下させます（送信者はパッケージ2を送信する前にパッケージ1のACKを待たなければならないからです）。TCPの問題を軽減するために、長年にわたって多くの改良が加えられてきました。
- スケーラブルウィンドウサイズ は、送信者が複数のパッケージを送信し、同時に複数のACKを待つことができるようにします。送信されたがまだACKされていないデータは、しばしばData In Flightと呼ばれる。送信者は飛行中のデータ量に制限があります。つまり、送信者は受信者が処理できる速度よりも速く受信者にデータを送信することはありません。
- 帯域幅の調整 は、10Mビットのクライアントが1000Mビットのサーバと通信する際に、サーバからのトラフィックに圧倒されることなく通信できるようにするためのものです。TCPでは、常に一定数のデータのみが飛行中であるべきという考えに基づいています。
- 選択的ACK は、受信者が任意の順序で ACK パッケージを受信できるようにします。パッケージ1が失われた場合、パッケージ2を送信し、パッケージ1を再送信する前にACKすることに支障はない。
ファイアウォール、ルーター、スイッチは、TCPトラフィックに大きく最適化されているため、今日インターネット上で行われるほとんどの作業でTCPが自然に選択されるようになっています。ウェブブラウザ、電子メールクライアント、Facebook、Instagram、Snapchat、株式ティッカー、Spotify、Slack、FTPクライアントなどは、通常TCPを使用するアプリケーションの一部です。もし、あなたが ファイル転送ソリューション ブラウザ経由の場合、TCPを使用している可能性が高いです。
しかし、欠点があります。.TCPトラフィックを地理的に大きな距離で送信する場合、パフォーマンスが著しく低下します。トラフィック（およびACK）が受信者に届くまでに、より多くのルーターやネットワークインフラを経由する必要があるため、より多くの時間がかかります。
その時間はレイテンシーと呼ばれます。あなたが同じ国でホストされているWebサイトを閲覧している場合、遅延は時々10ミリ秒のように低いです。別の大陸でホストされているウェブサイトを閲覧すると、遅延が増加するため、ページの読み込みに時間がかかることがすぐにわかります。
TCPの遅延の問題は、大陸を越えてファイルを転送するときに非常に顕著になります。送信者と受信者の両方が1000/1000メガビットの驚くべき接続を使用していても、TCPを使用した場合、効果的な通信を妨げる遅延のために、ファイルを転送する際に10メガビットの実効ネットワーク帯域幅しか得られないことがあるのです。
UDPとは？
UDPはTCPの兄弟分です。主な違いは、UDP パッケージは決して ACK されないということです。送信者は UDP のパッケージが受信者に届いたかどうかを知ることができないので、信頼できるプロトコルではありません。しかし、ACKがないため、非常に高速です。UDPはビデオ通話やオンラインゲームに最適です。
このような場合、数個のUDPパッケージがドロップされても問題ありません。UDPパッケージは継続的に送信されるので、ビデオストリームでそれに気づくことはないでしょう。オンラインゲームでも同じで、数ミリ秒以内に最新のアップデートを含む新しいUDPパッケージが届きます。UDPパッケージが時々失われることは問題ではありません。それよりも、可能な限り低遅延で素早くデータを転送することが重要なのです。
UDPは当初、ファイル転送のための恐ろしい選択のように思えるかもしれません。信頼性が全くないため、UDPパッケージのドロップにより、あちこちでファイルが破損することになります。帯域幅の調整機能がないため、クライアントがトラフィックで溢れ、本質的にオフラインになる可能性があります。UDPがファイル転送に有用であるためには、TCPと同じように信頼性が必要です。手始めに、ドロップされたパッケージは再送される必要があり、帯域幅の調整も可能でなければなりません。セキュリティにも対処する必要があります。
ファイルメールUDP転送高速化プロトコル
ファイルメールUDPアクセラレーションプロトコル（UAP）は、UDPの上に構築されたカスタムメイドのファイル転送プロトコルで、高レイテンシー環境でも圧倒的な転送速度を実現します。HTTPやFTPなどのTCPベースのプロトコルを凌駕し、特に50ミリ秒以上の遅延が発生する長距離のファイル転送に威力を発揮します。
転送レートベンチマーク
ベンチマークによると、FilemailのUDP転送アクセラレーションは、FTPやHTTPなどTCPをベースにした転送方式に比べて、最大で200倍も高速になることがあるそうです。
ヨーロッパからオーストラリアへ、21のネットワークホップを経由してファイルを転送した場合の有効な転送帯域幅。両端を1000/1000Mbitで接続した場合。
Filemail UAPは、AからBへ最も安全で信頼性の高い方法で非常に高速にファイルを転送することを念頭に置いて、ボトムアップで構築されています。以下は、この革命的なプロトコルの特徴の一部です。
IBM Aspera や Signiant による UDP ベースの転送ソリューションとの非公式な比較では、ほとんどすべてのケースで Filemail が高速であることが示されています。この性能差の一部は、Filemailがハードウェアアクセラレーションを利用しているため、特にAES-NI命令セットを利用しているためと思われます。また、IBM AsperaとSigniantのプロトコルは、帯域幅の調整、ACKなどを行うために別のTCPチャネル（SSH）を使用します。Filemail UAPは、より遅いTCPプロトコルに依存せず、データ転送、ACK'ing、帯域幅調整、および暗号化のためにUDPを使用します。
セキュリティ
すべてのUDPデータトラフィックは、AES Galois/Counter Mode (AES-GCM) 暗号化によって保護されています。これは、今日の暗号化におけるゴールドスタンダードであり、転送されるデータが第三者に傍受されないことを保証するものです。各転送セッションには個別の鍵があり、鍵はクライアントとサーバー間でRSA（Rivest-Shamir-Adleman）暗号を使用して交換されます。
ハードウェアアクセラレイティドエンクリプション
Filemail UAPは、数年前にAMDとIntelによって導入されたAES-NI命令セットを利用しています。この命令セットにより、Filemail UAPはデータの暗号化および復号化のために専用のハードウェアコンポーネントを使用することができます。これは、転送速度に関して大きな違いをもたらします。AES-NIは、Microsoft Windows、macOS、Linux、iOS、Androidなどのオペレーティングシステムでサポートされています。Intel、AMD、ARM、VIA、Atmel、Samsung、Qualcomm、NXP、Broadcomなどのハードウェア・メーカーもサポートしています。
ソフトウェアとハードウェアの要件
Filemail UAPは低レベルのC++で書かれており、事実上すべてのデバイスとオペレーティングシステムで実行することができます。現在、Windows、macOS、Linux用のバイナリリリースが提供されています。Filemail Desktopは、UAPを利用した当社の代表的な転送ツールです。また、コンソールアプリケーションも利用可能です。Filemail UAPは、大幅に最適化されており、帯域幅のスループットを最大化しながらも、数メガバイトという極めて低いメモリフットプリントを持っています。また、最大速度でファイルを送信する場合、通常5%以下のCPUしか使用しません。
双方向転送加速度
Filemail UAPは、Filemail Desktopでファイルをアップロードするときにも、ダウンロードするときにも使用されます。つまり、お客様だけでなく、お客様の顧客やビジネスパートナーもこの技術を利用することができます。
Filemail UDP転送アクセラレーション入門
Filemail UDP Transfer Acceleration は Filemail Desktop アプリケーションに統合されており、ファイルの送信およびダウンロードの際に自動的に有効になります。Filemail Desktopは無料で使用でき、ログインも必要ありません。UDP転送アクセラレーションを人々に。
