令和4年度・ネットワークスペシャリスト試験・午前Ⅱ 問1・回線利用率の計算

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本記事は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）です。

令和4年度・ネットワークスペシャリスト試験・午前Ⅱ 問1・回線利用率の計算

データの転送時間、帯域幅、データ量の関係から回線の実効速度を算出し、理論上の最大速度に対する割合（利用率）を求める問題です。

100Mビット／秒のLANを使用し，1Mバイトのデータを端末からサーバへ転送する。転送開始から完了までに0.1秒かかった。このときの回線の利用率は何%か。ここで，1Mビット／秒 ＝ $10^6$ビット／秒，1Mバイト ＝ $10^6$バイトとし，伝送遅延以外のオーバーヘッドは考慮しないものとする。

【解説】

回線の利用率を求めるには、「実効転送速度（実際に転送できた速度）」を「理論上の最大速度（帯域幅）」で割る必要があります。

1. 送信データのビット換算 ネットワークの速度単位は「ビット（bit）」、データの容量単位は「バイト（Byte）」で表記されるため、まず単位を統一します。 $$1 \text{ Mbyte} = 1 \times 10^6 \times 8 \text{ bits} = 8,000,000 \text{ bits}$$

2. 実効転送速度の算出 0.1秒で8Mビットを転送した際のスループットを求めます。 $$\text{実効速度} = \frac{\text{転送データ量}}{\text{転送時間}} = \frac{8 \times 10^6 \text{ bits}}{0.1 \text{ s}} = 80,000,000 \text{ bps} = 80 \text{ Mbps}$$

3. 回線利用率の算出 理論上の最大速度（100Mbps）に対する実効速度（80Mbps）の割合を計算します。 $$\text{利用率} = \left( \frac{80 \text{ Mbps}}{100 \text{ Mbps}} \right) \times 100 = 80\%$$

graph LR
    A["端末"] -- "8Mbit (1MByte)" --> B["サーバ"]
    subgraph 通信路
    C["帯域幅: 100Mbps"]
    D["実効速度: 80Mbps"]
    end
    style D fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px

【選択肢の吟味】

選択肢 判定 解説
ア 10 誤り 1バイトを1ビットと誤認して計算した場合（$10^6 \div 0.1 = 10 \text{Mbps}$）の数値です。
イ 12.5 誤り 単位変換（$8/100$）は正しいが、転送時間の0.1秒を考慮していない場合の数値です。
ウ 80 正解 上記計算プロセスの通り、実効速度80Mbpsを理論速度100Mbpsで割った結果です。
エ 100 誤り 転送時間が0.08秒だった場合に、利用率が100%（上限）となります。

【ポイント】

  • 単位変換の徹底：1バイト＝8ビットの変換を計算の最初に行う。

  • 接頭辞の定義確認：試験問題では $1\text{M} = 10^6$ か $2^{20}$ かの指定を必ず確認する。

  • 利用率の定義：利用率 ＝ 実効速度（スループット） ÷ 理論上の最大転送速度。

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