令和5年度 ネットワークスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問1 最大転送速度の計算
TCPのウィンドウ制御におけるスループット算出を問う問題です。RTTの間に転送可能なデータ量から、単位時間あたりの通信速度を導き出します。
【問題】 TCPにおいて、パケットの往復時間（RTT）が100ミリ秒、ウィンドウサイズが64kバイトの場合、論理的な最大転送速度は何ビット／秒か。ここで、1kバイトは1,024バイト、1バイトは8ビットとする。
ア 640k イ 5,120k ウ 5,243k エ 41,943k
【解説】 TCPのスループット（論理的な最大転送速度）は、1回の往復時間（RTT）の間に、ウィンドウサイズ分のデータを送信し切る状態を指します。計算の手順は以下の通りです。
データ量をビット単位に変換する ウィンドウサイズが 64k バイトであり、1k = 1,024、1バイト = 8ビットであるため： $$64 \times 1,024 \times 8 = 524,288 \text{ bits}$$
時間を秒単位に変換する RTT（往復時間）が 100ミリ秒であるため： $$100 \text{ ms} = 0.1 \text{ s}$$
転送速度を算出する 速度（bps）は「データ量 ÷ 時間」で求められます。 $$524,288 \text{ bits} \div 0.1 \text{ s} = 5,242,880 \text{ bps}$$
単位を k（キロ）に調整する $$5,242,880 \text{ bps} \div 1,000 = 5,242.88 \text{ kbps} \approx 5,243\text{k}$$
sequenceDiagram
participant S as 送信側
participant R as 受信側
Note over S: ウィンドウサイズ(64KB)分の送信開始
S ->> R: データパケット
R ->> S: ACK(応答確認)
Note over S,R: この1往復が RTT (100ms)
Note over S: 次のウィンドウを送信可能
【選択肢の吟味】
| 選択肢 | 判定 | 解説 |
|---|---|---|
| ア | 誤り | 64kバイトを単純に0.1秒で割り、8倍（ビット変換）を忘れた場合に導かれる数値です。 |
| イ | 誤り | 1kを1,000として計算（$64 \times 1,000 \times 8 / 0.1$）した場合の数値です。 |
| ウ | 正解 | 定義通り、1k=1,024としてビット変換を行い、RTTで割った正しい計算結果です。 |
| エ | 誤り | 分母をRTTではなくパケット送信間隔などと誤認、あるいは計算ミスによる数値です。 |
【ポイント】
帯域遅延積：ネットワークのパイプラインを満たすために必要なデータ量の概念。
単位換算の罠：1kが1,024（情報量）か1,000（速度）か、問題文の注釈を厳守すること。
TCPスループット公式：$Throughput = \frac{WindowSize}{RTT}$ を基本形として覚える。
コメント