応用情報技術者 2012年 春期 午後 問05

解答の論理構成

1. ヒントとなる本文の引用
   • 「別の要件から、aの容易さにおいても携帯電話サービスを利用する方が有利であると判断した。」
     この一文から、a は“別の要件”で求められている作業や運用の容易さを表すことが分かります。
2. “別の要件”とは何か
   • 仮設事務所は工事の進捗に合わせて敷地内で移設されることが想定されます。移設のたびに固定回線を敷設し直すのは手間と時間が掛かるため、“携帯電話サービス”を選択したという文脈になります。
3. 求められる字句
   • したがって a には「仮設事務所の移設に伴うLANの移動」という、移動時に行わなければならない作業内容を示す語句を入れるのが最も適切です。
4. 結論
   • a ＝ 「仮設事務所の移設に伴うLANの移動」

誤りやすいポイント

• 「LANの構築」や「VPN設定」など静的な作業を書いてしまう
  → 本文は“移設”という動的な状況を想定しているため不適切です。
• 携帯電話サービスを選んだ理由を「開通の速さ」とだけ解釈する
  → 開通も理由の一つですが、設問が聞いているのは“移設時の作業の容易さ”です。
• 「無線LANの設定変更」と答える
  → 無線LAN設定自体ではなく、仮設事務所全体のLAN設備を移動させる点が要件です。

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解答の論理構成

• 問題は「ベストエフォート方式」である点に着目しています。本文の引用
  ・「今回採用した 3G 携帯電話サービスはベストエフォート方式」
  ・下線①「実際の通信速度は、電波状況が良好な場合でも、他の利用者の利用状況によって理論値の数分の 1 になる」
• 図2には「基地局 → 携帯電話網」と描かれており、複数の端末が同じ「基地局」を共有する構造が示唆されています。
• 理論値とは「下りが最大 7.2 M ビット/秒、上りが最大 5.7 M ビット/秒」という数値で、これは“ある 1 端末だけが通信する理想状態”で得られる最大速度です。
• 現実には図2のように多数の端末が「基地局」を共用し、帯域を取り合います。そのため「他の利用者の利用状況」により速度が低下し、下線①の現象が起こります。
• したがって解答は「理論値は1端末が基地局を占有した場合の最大速度であるから」となります。

誤りやすいポイント

• 「電波状況が良好＝理論値が出る」と早合点しがちですが、帯域の共有が最大要因です。
• 「携帯電話網」全体で共有していると広く捉え過ぎ、実際には図2の「基地局」単位で帯域が割り当てられる点を見落としがちです。
• ベストエフォート＝必ず遅いと決めつけ、条件次第で理論値近く出るケースがあることを忘れがちです。

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解答の論理構成

1. 最大スループットの公式
   【問題文】に「“TCP ウィンドウサイズ ÷ RTT” で求められる」とあります。
   したがって
   $$\text{最大スループット(bps)}=\frac{\text{TCP ウィンドウサイズ(bit)}}{\text{RTT(sec)}}$$
2. TCPウィンドウサイズの数値化
   【問題文】に「現場 PCの TCP ウィンドウサイズの上限値を 64 k バイト」とあります。
   ここで 1Kバイト＝1,000バイトなので
   $$64\text{kB}=64\times 1,000=64,000\text{bytes}$$
   1バイト＝8ビットより
   $$64,000\times 8=512,000\text{bits}$$
3. RTT の数値化
   【問題文】に「RTT が 800 ミリ秒」とあります。ミリ秒を秒に直すと
   $$800\text{ms}=0.8\text{sec}$$
4. 最大スループットの計算
   $$\frac{512,000\text{bit}}{0.8\text{sec}}=640,000\text{bps}$$
   1kビット/秒＝1,000ビット/秒なので
   $$640,000\text{bps}=640\text{kビット/秒}$$
5. 結論
   【小問説明】の「bに入れる適切な数値」は
   640

誤りやすいポイント

• 「64 k バイト」を 65,536 バイト（2のべき乗）と誤って扱う。問題では 1Kバイト＝1,000バイトです。
• バイト→ビット変換を忘れ、8倍しないまま計算してしまう。
• 「800 ミリ秒」を 800 秒や 0.08 秒と誤換算する。
• 計算後に k ビット/秒へ再換算せず、そのまま 640,000 を書いてしまう。

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解答の論理構成

1. 根拠となる公式
   本文には
   “TCPネットワークでは、最大スループットは、“TCP ウィンドウサイズ ÷ RTT” で求められる。”
   と記載されています。ここには回線帯域（リンク速度）が式に含まれていません。
2. 公式から導ける結論
   ・TCPウィンドウサイズ と RTT が一定であれば、物理的な回線帯域をどれだけ広げても、計算上の “最大スループット” は変わりません。
   ・逆に、TCPウィンドウサイズ を大きくするか、RTT を小さくしない限りスループットの上限は越えられません。
3. 解答群の吟味
   ア：回線帯域だけが広くなればスループットも増えると言っているため、公式に反します。
   イ：回線帯域が広くなっても “RTTが変わらなければ…ある値以上にならない” と述べており、公式と一致します。
   ウ：帯域によらず常に同じと言い切っており、ウィンドウサイズやRTTの変更可能性を無視しているため不適切です。
4. したがって、正しい選択肢は「イ」です。

誤りやすいポイント

• 「リンク速度＝スループット最大値」と短絡的に考えてしまい、TCP ウィンドウサイズ ÷ RTT の制限を見落とす。
• ベストエフォート回線では実効速度が変動するものの、“最大スループット” の理論上限とは別問題であることを混同する。
• RTT を小さくする方法が現場で難しいため、つい帯域拡張策を優先的に選んでしまう。

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解答の論理構成

1. ファイルサイズの換算
   【問題文】では「60Mバイト」とあり、さらに「1Mバイトは1,000Kバイト」と明記されています。
   60 Mバイト ＝ 60 × 1,000 × 1,000 ＝ 60,000,000 バイト
   1 バイト＝8 ビットなので
   60,000,000 × 8 ＝ 480,000,000 ビット
2. 1 本の TCP コネクションで得られる実効スループット
   【問題文】引用：「分割ダウンロード機能を使わない場合のダウンロードにおける実効スループットが 450 k ビット/秒であった」
   450 kビット/秒 ＝ 450,000 ビット/秒
3. 1 本だけで掛かる時間
   $$\frac{480,000,000\text{bit}}{450,000\text{bit/s}}=1,066.6\dots \text{秒}$$
   約 17.8 分で、【問題文】の「4分以内」を満たしません。
4. 分割ダウンロードで n 本同時に走らせた場合
   スループットはおおむね n 倍になると想定します。
   必要条件：
   $$\frac{1,066.6}{n}\le 240(\text{4 分 }＝240\text{秒})$$ $$n\ge \frac{1,066.6}{240}=4.444\dots$$
   n は整数なので最小値は 5。
5. 結論
   【問題文】の [ c ] に入る最小の整数は 5 です。

誤りやすいポイント

• 1 Mバイトや 1 Kバイトを 1,024 で計算してしまいビット数がズレる。
• バイト→ビット換算で 8 倍を忘れる。
• 4 分を 240 秒に直せず分母を 4 にしてしまう。
• 分割数を切り上げ忘れ 4 のまま解答してしまう。

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解答の論理構成

1. 問題文は「速度測定サイトでの速度測定には、TCPではなくdを使っているので、RTTの影響を受けずに十分な速度が出ていた」と述べています。
2. RTT（Round Trip Time）の影響を大きく受けるのは「コネクション確立」「ウィンドウ制御」「再送制御」などを行う“コネクション型”の「TCP」です。
3. RTTの影響を受けにくく、コネクション確立を行わない“コネクションレス型”の代表的なプロトコルは「UDP」です。
4. 解答群の中で「UDP」に該当する記号は「カ」です。
5. よって d に入る適切な字句は「UDP」となります。

誤りやすいポイント

• 「HTTP」「HTTPS」はアプリケーション層だが内部でTCPを使用するためRTTの影響を受ける。
• 「DHCP」「SNMP」「SMTP」も用途は異なるが、速度測定という文脈には適さない。
• 「UDP」は「TCPではなく」という対比が明示されているため、層を跨いだ混同を避ける必要がある。

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