<p><style_prompt_shorthand_v1> 本記事は<strong>Geminiの出力をプロンプト工学で整理した業務ドラフト（未検証）</strong>です。</style_prompt_shorthand_v1></p> <h1 class="wp-block-heading">令和5年度 秋期 ネットワークスペシャリスト 問1 TCPのスループット計算</h1> <p>TCPのウィンドウサイズ、往復遅延時間、回線速度の関係から、論理的な最大スループットを算出する計算能力を問う問題です。</p> <blockquote class="wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow"> <p>回線速度が 100M ビット/秒、往復遅延時間が 10 ミリ秒のネットワークにおいて、TCP のウィンドウサイズが 32k バイトのとき、論理的な最大スループットは何 M ビット/秒か。ここで、1k バイトは 1,000 バイトとする。</p> <p>ア 2.56 イ 25.6 ウ 32 エ 80</p> </blockquote> <h3 class="wp-block-heading">【解説】</h3> <p>TCPのスループットは、送信側が応答確認（ACK）を待たずに送信できるデータの総量（ウィンドウサイズ）と、データを送ってから応答が返ってくるまでの時間（RTT：往復遅延時間）によって決定されます。</p> <p>論理的な最大スループットを求める公式は以下の通りです。</p> <p>$$ \text{スループット} = \frac{\text{ウィンドウサイズ}}{\text{往復遅延時間 (RTT)}} $$</p> <p>まず、単位をビットと秒に統一します。</p> <ol class="wp-block-list"> <li><p><strong>ウィンドウサイズの変換</strong> 問題文より $1\text{k} = 1,000$ なので、 $$ 32,000\text{ バイト} \times 8\text{ ビット} = 256,000\text{ ビット} $$</p></li> <li><p><strong>往復遅延時間の変換</strong> $$ 10\text{ ミリ秒} = 0.01\text{ 秒} $$</p></li> <li><p><strong>スループットの算出</strong> $$ \frac{256,000\text{ ビット}}{0.01\text{ 秒}} = 25,600,000\text{ bps} = 25.6\text{ Mbps} $$</p></li> </ol> <p>この計算結果（25.6 Mbps）は回線速度（100 Mbps）を下回っているため、ウィンドウサイズがボトルネックとなり、スループットは <strong>25.6 Mbps</strong> となります。</p> <div class="wp-block-merpress-mermaidjs diagram-source-mermaid"><pre class="mermaid"> sequenceDiagram participant S as 送信側 participant R as 受信側 Note over S: ウィンドウサイズ分(32KB)を連続送信 S ->> R: データ送信開始 R ->> S: 最初のデータのACK到達 Note over S,R: この間がRTT (10ms) Note over S: RTT内に送れるデータ量が制限 </pre></div> <h3 class="wp-block-heading">【選択肢の吟味】</h3> <figure class="wp-block-table"><table> <thead> <tr> <th style="text-align:left;">選択肢</th> <th style="text-align:left;">判定</th> <th style="text-align:left;">解説</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td style="text-align:left;">ア</td> <td style="text-align:left;">誤り</td> <td style="text-align:left;">単位計算ミス、あるいは1k=1,024での計算ミス等の可能性があります。</td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;"><strong>イ</strong></td> <td style="text-align:left;"><strong>正解</strong></td> <td style="text-align:left;">上記計算の通り、25.6 Mbps が論理的な最大値となります。</td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;">ウ</td> <td style="text-align:left;">誤り</td> <td style="text-align:left;">ウィンドウサイズの数値（32）をそのまま単位変換せずに引用した誤りです。</td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;">エ</td> <td style="text-align:left;">誤り</td> <td style="text-align:left;">回線速度や遅延時間を考慮しない、根拠のない数値です。</td> </tr> </tbody> </table></figure> <h3 class="wp-block-heading">【ポイント】</h3> <ul class="wp-block-list"> <li><p><strong>スループット ＝ ウィンドウサイズ ÷ RTT</strong> の公式を暗記する。</p></li> <li><p><strong>単位変換の罠</strong>（k=1000か1024か、バイトかビットか）に注意する。</p></li> <li><p>算出結果が<strong>回線速度（物理上限）</strong>を超えていないか最後に確認する。</p></li> </ul>

sequenceDiagram
    participant S as 送信側
    participant R as 受信側
    Note over S: ウィンドウサイズ分(32KB)を連続送信
    S ->> R: データ送信開始
    R ->> S: 最初のデータのACK到達
    Note over S,R: この間がRTT (10ms)
    Note over S: RTT内に送れるデータ量が制限