応用情報技術者 2015年 春期 午前2 問15
問題文
ノードN1とノードN2で通信を行うデータ伝送網がある。図のようにN1とN2間にノードNを入れてA案、B案で伝送網を構成したとき、システム全体の稼働率の比較として適切なものはどれか。ここで、各ノード間の経路(パス)の稼働率は、全て等しく。(0<<1)であるものとする。また、各ノードは故障しないものとする。
選択肢
ア：A案、B案の稼働率の大小関係は、pの値によって変化する。
イ：A案、B案の稼働率は等しい。
ウ：A案の方が、B案よりも稼働率が高い。
エ：B案の方が、A案よりも稼働率が高い。（正解）
ノードN1とノードN2間の伝送網の稼働率比較【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：B案の方がA案よりもシステム全体の稼働率が高いです。
- 根拠：B案は各ノード間に二重の経路があり、冗長性が高いため故障耐性が向上します。
- 差がつくポイント：環状ループの構成と経路の冗長度合いを正確に理解し、稼働率計算に反映させることが重要です。
正解の理由
B案はN1とN間、NとN2間のそれぞれに二本の独立した経路が存在し、どちらか一方が故障しても通信が維持されます。一方、A案は4ノードの環状ループですが、ノードNが2つあり経路が単純なループであるため、冗長性はB案ほど高くありません。結果として、B案の方が全体の稼働率が高くなります。
よくある誤解
- 環状ループは必ず冗長性が高いと誤解しがちですが、経路の独立性が重要です。
- ノードの故障を考慮しないため、経路の冗長性だけで判断する必要があります。
解法ステップ
- 各経路の稼働率をとし、とする。
- A案の経路構成を確認し、全体の稼働率を計算する。
- B案の経路構成を確認し、全体の稼働率を計算する。
- 両案の稼働率を比較し、どちらが高いか判断する。
- 冗長経路の有無とその影響を理解する。
選択肢別の誤答解説
- ア: 稼働率の大小関係がによって変わることはなく、B案が常に高い。
- イ: 両案の稼働率は等しくなく、B案の方が高い。
- ウ: A案の冗長性はB案より低いため稼働率は低い。
- エ: B案は二重経路の冗長性が高く、稼働率が最も高い。
補足コラム
冗長構成は通信ネットワークの信頼性向上に不可欠です。特に二重化された経路は単一障害点を排除し、システム全体の稼働率を大幅に向上させます。稼働率計算では、独立した経路の組み合わせ確率を正確に求めることが重要です。
FAQ
Q: なぜノードの故障は考慮しないのですか？
A: 問題文で「各ノードは故障しないものとする」と明示されているため、経路の稼働率のみを考慮します。
A: 問題文で「各ノードは故障しないものとする」と明示されているため、経路の稼働率のみを考慮します。
Q: 環状ループは冗長性が高いのでは？
A: 環状ループでも経路が単一の場合は冗長性が低く、複数の独立経路がある構成の方が稼働率は高くなります。
A: 環状ループでも経路が単一の場合は冗長性が低く、複数の独立経路がある構成の方が稼働率は高くなります。
関連キーワード: ネットワーク冗長性、稼働率計算、通信経路、信頼性設計、冗長経路
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