<p><style_prompt: standard_technical_explanation="">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:></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 午前Ⅱ 問1 TCPの理論スループット</h1> <p>ウィンドウサイズと往復遅延時間（RTT）の関係から、TCPにおける論理上の最大転送速度を求める計算手法を解説する。</p> <h3 class="wp-block-heading">【問題】</h3> <blockquote class="wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow"> <p>ウィンドウサイズが 64k バイト、RTT（Round Trip Time）が 10 ミリ秒のとき、TCPの理論上の最大転送速度は何 Mビット/秒か。ここで、1k バイトは 1,024 バイト、1M ビットは $10^6$ ビットとする。</p> <p>ア 6.4 イ 51.2 ウ 52.4 エ 65.5</p> </blockquote> <h3 class="wp-block-heading">【解説】</h3> <p>TCPのスライディングウィンドウ方式において、理論上の最大スループットは「1ウィンドウ分のデータをRTT（往復遅延時間）ごとに送信する」状態を指す。</p> <p><strong>1. ウィンドウサイズをビット単位に換算する</strong> 問題文の条件（1k = 1,024、1バイト = 8ビット）に従い計算する。 $$64 \times 1,024 \times 8 = 524,288 \text{ ビット}$$</p> <p><strong>2. RTTを秒単位に換算する</strong> $$10 \text{ ミリ秒} = 0.01 \text{ 秒}$$</p> <p><strong>3. スループットを算出する</strong> スループット（bps）は、送信データ量を時間で割ることで求められる。 $$\frac{524,288 \text{ ビット}}{0.01 \text{ 秒}} = 52,428,800 \text{ ビット/秒 (bps)}$$</p> <p><strong>4. 単位を Mビット/秒（Mbps）に変換する</strong> 問題文の条件（1M = $10^6$）に従い、1,000,000 で割る。 $$\frac{52,428,800}{1,000,000} = 52.4288 \text{ Mbps}$$</p> <p>最も近い値は <strong>52.4</strong> となる。</p> <p><strong>Mermaid図解：スライディングウィンドウとRTTの関係</strong></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,R: ウィンドウサイズ(W)分のデータを連続送信 S ->> R: Data Segment 1..N Note right of R: 処理・確認応答(ACK) R ->> S: ACK Note over S,R: 送信開始からACK受信までがRTT </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;">1kを1,000とし、かつ1バイト=1ビットで計算した場合などの誤り。</td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;">イ</td> <td style="text-align:left;">誤り</td> <td style="text-align:left;">1kを1,000として計算すると、$64,000 \times 8 / 0.01 = 51.2$ Mbpsとなる。本問は1k=1,024指定。</td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;"><strong>ウ</strong></td> <td style="text-align:left;"><strong>正解</strong></td> <td style="text-align:left;">上記計算プロセスの通り、1k=1,024、1M=$10^6$として算出した値。</td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;">エ</td> <td style="text-align:left;">誤り</td> <td style="text-align:left;">$2^{16}$（65,536）をそのまま用いた場合に近い数値だが、単位変換が正しくない。</td> </tr> </tbody> </table></figure> <h3 class="wp-block-heading">【ポイント】</h3> <ul class="wp-block-list"> <li><p><strong>スループットの基本式</strong>：Throughput = WindowSize / RTT</p></li> <li><p><strong>単位換算の徹底</strong>：問題文で指定された「1k = 1,024」か「1,000」かの条件を必ず確認する。</p></li> <li><p><strong>ビットとバイトの混同注意</strong>：スループット（bps）を問われている場合、バイト単位のウィンドウサイズに 8 を掛けるのを忘れない。</p></li> </ul>

sequenceDiagram
    participant S as 送信側
    participant R as 受信側
    Note over S,R: ウィンドウサイズ(W)分のデータを連続送信
    S ->> R: Data Segment 1..N
    Note right of R: 処理・確認応答(ACK)
    R ->> S: ACK
    Note over S,R: 送信開始からACK受信までがRTT