現代のITインフラでは、ネットワーク通信の信頼性が極めて重要です。
その中でも、NACK（Negative ACKnowledgement）は通信の信頼性を支える重要な仕組みの一つです。
本記事では、NACKの基本概念からその仕組み、ACKとの違い、そして実際の通信プロトコルでの応用例まで、ITエンジニアの視点で詳しく解説します。
NACK（Negative ACKnowledgement）とは
NACKの定義と目的
NACKとは、通信において受信側が「データの受信に失敗した」ことを送信側に通知するための否定的な応答信号です。
対になる存在としてACK（肯定応答）がありますが、NACKは受信エラーの検出・通知に特化しています。
NACKの目的：
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データ伝送エラーを通知する
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再送処理をトリガーする
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通信の信頼性を確保する
NACKの歴史とASCIIコード
古典的な通信では、ASCII制御コードの21番（0x15）がNACKとして使用されていました。
これはテキストベースのプロトコルで一般的に使われており、制御信号として役立っていました。
しかし、現代ではより洗練された通信方式が用いられ、NACKはパケットヘッダの特定ビットや制御フレームなど、プロトコルレベルで表現されるのが一般的です。
ACKとの違いと連携
ACK（ACKnowledgement）との違い
ACKとNACKは多くの場合、どちらか一方のみを使う設計が多く、以下のような運用がされます。
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ACKのみを使用：ACKが届かなければエラーと見なす
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NACKのみを使用：NACKが届かなければ成功と見なす
Selective ACKの登場
一部の高度な通信プロトコルでは、Selective ACK（SACK）と呼ばれる仕組みが採用されています。
これは、一部のパケットのみが失敗したことを正確に指定して通知できるため、再送の効率を大きく改善します。
NACKの応用例と実装シナリオ
1. TCP/IPとNACK
TCPでは基本的にACKのみを使用し、タイムアウトや順序の不整合によって再送を判断します。
しかし、TCP拡張の一部ではSelective ACK（RFC 2018）が導入されており、事実上のNACK機能を果たしています。
2. 信頼性の高いプロトコル設計におけるNACK
信頼性が重視される分野（例：産業機器の制御ネットワークや宇宙通信）では、NACKを明示的に導入することで再送機構をシンプルかつ確実にしています。
3. メッセージキューとNACK
RabbitMQなどのメッセージブローカーでは、処理に失敗したメッセージに対してNACKを返すことで、リトライやデッドレター処理のトリガーとする運用が一般的です。
NACKを活用する際の注意点
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NACKの多用は通信トラフィックを増やす可能性があるため、送信側のロジック最適化が必要
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NACKの到達確認（例：NACK自体の再送）が求められるシステムでは、二重エラー制御を実装する必要あり
まとめ
NACK（Negative ACKnowledgement）は、通信においてデータの信頼性と健全性を保つための重要な仕組みです。
ACKと組み合わせることで、データ伝送の成否を明確に管理し、再送制御や信頼性の確保を実現します。
プロトコル設計やシステム実装において、NACKの理解と適切な活用は不可欠です。