<p><!-- style_prompt --> 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。</p> <h1 class="wp-block-heading">令和3年度 春期 ネットワークスペシャリスト 午前Ⅱ 問4 TCPスループット計算</h1> <p>TCPの帯域遅延積に基づき、ウィンドウサイズとRTTから理論上の最大スループットを算出する計算手順を解説します。</p> <blockquote class="wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow"> <p>【問題】 TCPのデータ転送において，RTT（往復遅延時間）が100ミリ秒，ウィンドウサイズが64キロバイトであるとき，理論上の最大スループット（Mビット/秒）に最も近いものはどれか。ここで，1キロバイトは1,000バイトとし，パケットヘッダーなどのオーバーヘッドは考慮しないものとする。</p> <p>ア 0.64 イ 5.12 ウ 6.4 エ 51.2</p> </blockquote> <h3 class="wp-block-heading">【解説】</h3> <p>TCPでは、送信側は確認応答（ACK）を受信するまでの間、事前に取り決めた「ウィンドウサイズ」分のデータを連続して送信できます。そのため、1回の往復遅延時間（RTT）ごとに送信可能な最大データ量はウィンドウサイズと等しくなります。</p> <p>理論上の最大スループットは以下の公式で求められます。</p> <p>$$ \text{スループット (bps)} = \frac{\text{ウィンドウサイズ (bit)}}{\text{RTT (秒)}} $$</p> <p><strong>計算プロセス：</strong></p> <ol class="wp-block-list"> <li><p><strong>単位の統一</strong></p> <ul> <li><p>ウィンドウサイズ：$64 \text{ KB} = 64 \times 1,000 \text{ B} = 64,000 \text{ B} = 64,000 \times 8 \text{ bit} = 512,000 \text{ bit}$</p></li> <li><p>RTT：$100 \text{ ms} = 0.1 \text{ 秒}$</p></li> </ul></li> <li><p><strong>公式へ代入</strong> $$ \text{スループット} = \frac{512,000 \text{ bit}}{0.1 \text{ 秒}} = 5,120,000 \text{ bps} $$</p></li> <li><p><strong>単位の変換（bps → Mbps）</strong> $$ 5,120,000 \text{ bps} = 5.12 \text{ Mbps} $$</p></li> </ol> <div class="wp-block-merpress-mermaidjs diagram-source-mermaid"><pre class="mermaid"> sequenceDiagram autonumber participant "送信元" participant "受信先" "送信元" ->> "受信先": データ送信 (64KB = 512kbit) "受信先" -->> "送信元": ACK返信 (RTT: 100ms) Note over 送信元,受信先: 100msごとに最大512kbit転送可能 </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 0.64</td> <td style="text-align:left;">誤り</td> <td style="text-align:left;">バイトからビットへの換算（8倍）を忘れて計算した場合の値（$0.64 \text{ Mbps}$）です。</td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;">イ 5.12</td> <td style="text-align:left;"><strong>正解</strong></td> <td style="text-align:left;">正しい計算プロセスによって導き出される数値です。</td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;">ウ 6.4</td> <td style="text-align:left;">誤り</td> <td style="text-align:left;">ビット換算漏れや桁数の誤計算による値です。</td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;">エ 51.2</td> <td style="text-align:left;">誤り</td> <td style="text-align:left;">RTTの単位換算ミス（$0.01\text{秒}$として計算など）による値です。</td> </tr> </tbody> </table></figure> <h3 class="wp-block-heading">【ポイント】</h3> <ul class="wp-block-list"> <li><p>TCPの最大スループットは「ウィンドウサイズ ÷ RTT」で求める。</p></li> <li><p>バイト（Byte）からビット（bit）への8倍換算を忘れず行う。</p></li> <li><p>問題文中の但し書き（1KB = 1,000Byte）に従って単位調整する。</p></li> </ul>

sequenceDiagram
    autonumber
    participant "送信元"
    participant "受信先"
    "送信元" ->> "受信先": データ送信 (64KB = 512kbit)
    "受信先" -->> "送信元": ACK返信 (RTT: 100ms)
    Note over 送信元,受信先: 100msごとに最大512kbit転送可能