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応用情報技術者 2021年 秋期 午後04


クラウドストレージの利用に関する次の記述を読んで、設問1、2に答えよ。

   L社は、企業のイベントなどで配布するノベルティの制作会社である。L社には、営業部、制作部、製造部、総務部、情報システム部の五つの部があり、500名の社員が勤務している。また、社員の業務時間は平日の9時から18時までである。L社では、各社員が作成した業務ファイルは各社員に1台ずつ配布されているPCに格納してあり、部内の社員間のファイル共有には部ごとに1台のファイル共有サーバ(以下、FSという)を利用している。  L社では、社員の働き方改革として、リモートワークの勤務形態を導入することにした。リモートワークでは、社外から秘密情報にアクセスするので、セキュリティを確保する必要がある。  そこで、L社では業務ファイルをPCに格納しない業務環境を構築することにした。PC内の業務ファイルをM社クラウドサービスのストレージ(以下、クラウドストレージという)に移行し、各PCからクラウドストレージにアクセスして、クラウドストレージ内のファイルを直接読み書きすることにした。また、FS内のファイルについてもクラウドストレージに移行することにした。クラウドストレージを利用した設計、実装、移行は、情報システム部のN君が担当することになった。   〔クラウドストレージ容量の試算〕  N君は、クラウドストレージに必要なストレージ容量を試算するために、PCやFSに格納済の業務ファイルの調査を行った。PCは、500台のPCから50台のPCをランダムに選定し、移行対象のファイルについて、ファイル種別ごとのディスク使用量を調査した。N君が調査した、PC1台当たりのファイル種別ごとのディスク使用量を表1に示す。
応用情報技術者試験(令和3年度 秋期 午後 問04 表01)
 FSについては、5台のFSについて、ファイル種別ごとのディスク使用量とファイルの利用頻度ごとのディスク使用量の割合の調査を行った。FS1台当たりのファイル種別ごとのディスク使用量を表2に、ファイルの利用頻度ごとのディスク使用量の割合を表3に示す。ここで、利用頻度とはFSに格納済のファイルの年間読出し回数のことであり、ファイルの読出しはPCからファイルを参照する動作によって発生する。
応用情報技術者試験(令和3年度 秋期 午後 問04 表02)
応用情報技術者試験(令和3年度 秋期 午後 問04 表03)
 この調査結果から、L社の全てのPCやFSに格納済のファイルをクラウドストレージに移行すると、現時点では少なくともaTバイトのストレージ容量が必要であることが分かった。   〔クラウドストレージの利用費用の試算〕  クラウドストレージでは、ストレージ種別によって利用料金が異なる。クラウドストレージの料金表を表4に示す。読出し料金とは、クラウドストレージに格納したファイルを読み出すときに発生する料金であり、PCからファイルを参照する動作によって発生する。
応用情報技術者試験(令和3年度 秋期 午後 問04 表04)
 年間のクラウドストレージの利用費用は、次式で算出できる。     年間保管料金×保管Gバイト数+読出し料金×読出しGバイト数    ファイルの利用頻度に応じてストレージ種別を適切に選択することで、利用費用を抑えることができる。  N君は、PC内のファイルは標準ストレージに格納することにし、FS内のファイルは利用頻度によって利用するストレージ種別を表4の項番1~3のストレージ種別から選択した。N君が試算した、ストレージ種別ごとのデータ容量と利用費用を表5に示す。読出しGバイト数は、データ量×表3の平均利用頻度を用いて求めた。
応用情報技術者試験(令和3年度 秋期 午後 問04 表05)
〔クラウドストレージの実現方式の検討〕  次にN君は、クラウドストレージの実現方式を検討した。N君が検討した、クラウドストレージの実現方式(案)を図1に示す。
応用情報技術者試験(令和3年度 秋期 午後 問04 図01)
 M社クラウドサービスにあるストレージサーバ、ストレージ装置、ルータAを利用してクラウドストレージを実現する。ここで、ルータAとルータBの間はVPNで接続されており、平均400Mビット/秒の速度でデータを送受信できる。L社事業所内の各機器は平均800Mビット/秒の速度でデータを送受信できる。また、社外からクラウドストレージを利用する場合には、PCとルータA間をVPNで接続し、通信路のセキュリティを確保する。   〔PC内ファイルの移行方式の検討〕  N君はPC内のファイルのクラウドストレージへの移行方式を検討した。社員全員が一斉にPC内のファイルを移行すると時間が掛かる。例えば、500名の社員が自分のPCに格納済の20Gバイトのデータを、それぞれクラウドストレージにコピーする場合、各社員のデータが均等に伝送されるものとすると、社員がPCでファイルのコピーの開始を指示してから全ファイルのコピーが完了するまでの時間はe時間となる。  そこでN君は、業務繁忙月を避けて1週間の移行期間を設定し、L社事業所内に移行用NASを設置して移行する方式を検討した。移行期間には、500名の社員を100名ずつ五つのグループに分け、グループごとに次の三つの作業を行うことでデータを移行する。  作業1 業務時間内に各社員がPC内のファイルを移行用NASにコピー  作業2 業務時間外に移行用NAS内のファイルをクラウドストレージに移動  作業3 各社員がクラウドストレージのファイルを確認しPCのファイルを削除
 グループごとの移行スケジュールを図2に示す。 応用情報技術者試験(令和3年度 秋期 午後 問04 図02)
 N君は、クラウドストレージの構築とファイルの移行の検討を終え、上司に報告し承認を得た。

設問1

本文中のa及び表5中のbdに入れる適切な数値を整数で答えよ。なお、1Tバイトは1,000Gバイトとする。

模範解答

a:510 b:60 c:500 d:1,320

解説

解答の論理構成

  1. PC 全体のデータ量
    • 表1に「5」「5」「10」Gバイトが示されている。
    • 1台あたり合計は 5 + 5 + 10 = 20 Gバイト。
    • PC は「500名の社員が勤務している」ので
  2. FS 全体のデータ量
    • 表2に「20」「30」「50」Tバイトが示されている。
    • 1台当たり合計は 20 + 30 + 50 = 100 Tバイト。
    • FS は「5台」あるので
  3. 必要ストレージ容量 a
    • PC と FS を合わせると
    • よって a = 510
  4. ストレージ種別への割付け
    • 【クラウドストレージの利用費用の試算】で
      「PC内のファイルは標準ストレージに格納」とある。
    • FS は表3の利用頻度別割合を基に、頻度の高い順に
      ①「1,000回以上」→標準ストレージ
      ②「500回以上 1,000回未満」「100回以上 500回未満」→低頻度利用ストレージ
      ③「100回未満」→長期保管ストレージ
      と読み取れる。
  5. ストレージ別容量
    • 標準ストレージ
      PC 分 10 TB + FS「1,000回以上」分
      500 TB × 10 % = 50 TB → 合計 60 TBb = 60
    • 低頻度利用ストレージ
      FS 「500~1,000」「100~500」分
      500 TB × (5 % + 5 %) = 50 TB
    • 長期保管ストレージ
      FS 「100回未満」分
      500 TB × 80 % = 400 TB(設問で既与)
  6. 年間保管費用 c
    • 低頻度利用ストレージは年間保管料金「10円/Gバイト」。
    • c = 500
  7. 読出し費用 d
    • 長期保管ストレージは読出し料金「0.06円/Gバイト」。
    • 読出し量=データ量×平均利用頻度
      、平均利用頻度「55」回/年
    • 料金:d = 1,320

誤りやすいポイント

  • 「1 Tバイト=1,000 Gバイト」と指示されている点を見落とし、1,024 で換算してしまう。
  • PC データ量は G バイト、FS データ量は T バイトで示されているため、単位変換を忘れて足し算してしまう。
  • 表3の「ディスク使用量の割合(%)」が FS 全体に対する割合であることを読み違え、PC 分まで含めて比率計算してしまう。
  • 読出し費用は「データ量×平均利用頻度」で読出し G バイト数を求める。平均利用頻度そのものを料金に掛けてしまうミスに注意。

FAQ

Q: PC のデータはなぜ全て標準ストレージへ入れるのですか?
A: 問題文に「PC内のファイルは標準ストレージに格納することにし」と明記されています。他の選択肢は与えられていません。
Q: 低頻度利用ストレージの読出し費用 525 千円はどのように導かれますか?
A: データ量 50 TB は 50,000 GB。読出し量は表3の平均利用頻度「750」「300」を用いて
 25,000 GB×750 + 25,000 GB×300 = 26,250,000 GB。
 読出し料金は「0.02円/Gバイト」なので
 26,250,000×0.02 = 525,000 円 = 525 千円となります。
Q: 長期保管ストレージに入れたデータも毎年読出し費用が発生するのですか?
A: はい。読出し料金は「クラウドストレージに格納したファイルを読み出すときに発生」すると定義されています。平均利用頻度が低くても全く読まないわけではないため、年ごとに計上されます。

関連キーワード: クラウドストレージ、利用頻度階層化、VPN帯域、読出し課金、単位換算

設問2〔PC内ファイルの移行方式の検討〕について、(1)〜(3)に答えよ。

(1)本文中のeに入れる適切な数値を答えよ。答えは、小数第1位を四捨五入して整数で求めよ。ただし、PCやクラウドストレージの読込み、書込みスピードは送受信速度に比べて十分に速いものとし、ほかの通信は無視できるものとする。また、1Gバイトは1,000Mバイトとする。

模範解答

e:56

解説

解答の論理構成

  1. ボトルネックの特定
    【問題文】には「ルータAとルータBの間はVPNで接続されており、平均400Mビット/秒の速度でデータを送受信できる」とあります。社内 PC → クラウドストレージ間で全員が同時に転送する場合、この 400 Mbit/s が唯一の共有帯域であり、ここが転送時間を決めるボトルネックになります。
  2. 各社員が利用できる帯域幅
    全社員数は 500 名ですから、帯域を均等分割すると
    が1人当たりの転送速度になります(【問題文】「各社員のデータが均等に伝送されるものとすると」)。
  3. 転送すべきデータ量
    各社員がコピーするファイルサイズは 20 Gバイト(=【問題文】「20Gバイトのデータ」)。
    1 Gバイト = 1,000 Mバイト、1 Mバイト = 8 Mbit なので
  4. 1 人が必要とする時間
    秒を時間に変換すると
  5. 四捨五入
    小数第1位を四捨五入して整数にする規定より
    以上から、e には「56」が入ります。

誤りやすいポイント

  • ビット/バイト換算を 2 乗の 1,024 系で行ってしまう
    本問では【小問説明】に「1Gバイトは1,000Mバイト」と明示されており、10 進系で計算する必要があります。
  • 400 Mbit/s をそのまま各社員の転送速度にしてしまう
    共有帯域を 500 人で割る前に計算すると、時間が 1/500 に小さくなり誤答となります。
  • 8 Mbit=1 Mバイトを忘れる
    160,000 Mbit → 20 GB などの変換ミスが起こりやすいため注意が必要です。

FAQ

Q: 400 Mbit/s の回線は理論値なのでは?実効速度を考慮しなくてよいのですか?
A: 本問は【問題文】に「平均400Mビット/秒の速度」とあり、実効速度として扱う設定です。追加の補正は不要です。
Q: 20 Gバイトのファイルを 500 人が同時にコピーしないようにすれば、時間は短くなりますか?
A: はい。実際には問題文後半のように 100 人ずつグループ化して夜間に転送することで、共有帯域の競合が減り、移行時間を短縮できます。
Q: 8 bit=1 byte の換算は必ず覚えなければいけませんか?
A: データ転送の計算では必須です。帯域(bit/s)と容量(byte)の単位が異なるため、換算を誤ると大きな誤差になります。

関連キーワード: 帯域幅、ボトルネック、VPN, データ転送、単位換算

設問2〔PC内ファイルの移行方式の検討〕について、(1)〜(3)に答えよ。

(2)N君が検討した五つのグループに分けて移行する方式とすることで、ある社員がファイルのコピーの開始を指示してから移行用NASに全ファイルのコピーが完了するまでの時間は、500名の社員がクラウドストレージに直接コピ一する場合と比べて、何分の一に短縮されるか分数で答えよ。ただし、PC、クラウドストレージ、移行用NASの読込み、書込みスピードは送受信速度に比べて十分に速いものとし、ほかの通信は無視できるものとする。

模範解答

1/10

解説

解答の論理構成

  1. 帯域幅の把握
    – ルータAとルータB間は「平均400Mビット/秒」、L社事業所内は「平均800Mビット/秒」です。
  2. 移行対象データ量
    – 各社員がコピーするデータは「20Gバイト」=20×8=160Gビット。
  3. 500名が一斉にクラウドへ直接コピーした場合
    – 共通のボトルネックは400Mビット/秒。
    – 500名で均等に帯域を分け合うので、社員1人あたりの実効速度は
    400Mビット/秒 ÷ 500 = 0.8Mビット/秒。
    – コピー時間は
    160Gビット ÷ 0.8Mビット/秒 = 200,000秒(約55.6時間)。
  4. 100名ずつ五つのグループに分け、まずNASへコピーする場合
    – NASは社内LAN経由で「平均800Mビット/秒」を共有。
    – 100名で均等に帯域を分け合うので、社員1人あたりの実効速度は
    800Mビット/秒 ÷ 100 = 8Mビット/秒。
    – コピー時間は
    160Gビット ÷ 8Mビット/秒 = 20,000秒(約5.6時間)。
  5. 短縮率
    – 5.6時間 ÷ 55.6時間 = 1/10。
    よって「1/10」に短縮されます。

誤りやすいポイント

  • 「平均400Mビット/秒」を社内LANと混同し、800Mビット/秒で直接クラウドへ送れると誤解する。
  • 20Gバイト→160Gビットへの単位換算を忘れ、8倍ではなく10倍にしてしまう。
  • 100名ずつで5回行う点を見落とし、グループ方式でも500名同時コピーと計算してしまう。

FAQ

Q: NASへのコピーが終わった後、NAS→クラウドの時間は考慮しなくてよいのですか?
A: 設問は「ある社員がファイルのコピーの開始を指示してから移行用NASに全ファイルのコピーが完了するまで」の時間を問うているため、NAS→クラウドの転送は対象外です。
Q: 社員ごとにコピー速度が変動する場合は?
A: 設問条件で「各社員のデータが均等に伝送されるものとする」と規定されており、帯域は均等分配で計算します。
Q: 20Gバイトを10進表記か2進表記かで結果は変わりますか?
A: 本設問は比率のみを求めるため、どちらで計算しても同じ「1/10」という比が得られます。

関連キーワード: 帯域制御、バッチ処理、データ転送量、並列アクセス、ネットワークボトルネック

設問2〔PC内ファイルの移行方式の検討〕について、(1)〜(3)に答えよ。

(3)移行用NASからクラウドストレージへのファイルの移動を業務時間外に行う理由を、35字以内で述べよ。ただし、移行用NASのデータ容量は十分に大きいものとする。

模範解答

業務時間内は前のグループがクラウドストレージを利用するから

解説

解答の論理構成

  1. 作業区分の確認
    【問題文】では、移行は
    ・「作業2 業務時間外に移行用NAS内のファイルをクラウドストレージに移動」
    と明示されています。
  2. 業務時間内のクラウド利用状況
    同時に「*は社員がクラウドストレージを利用して業務を行うことを示す」とあり、図2を見ると“業務時間内”には前日に移行を終えたグループが既にクラウドストレージで通常業務を実施しています。
  3. 帯域競合の回避
    VPN区間「平均400Mビット/秒」と社内ネットワーク「平均800Mビット/秒」という限られた帯域しかないため、大容量データを転送すると業務パフォーマンスが低下します。
  4. 結論
    よって「業務時間内は前のグループがクラウドストレージを利用するから」という理由で、NAS→クラウドの大量転送は業務時間外に行うと結論付けられます。

誤りやすいポイント

  • 「移行用NASのデータ容量は十分」とあるため、容量不足回避ではない。
  • 行う時間帯を“夜間しか空いていないから”と漠然と書くと根拠が弱くなる。
  • 帯域制限は社外 VPN だけでなく社内も関係する点を見落としやすい。

FAQ

Q: 後続グループがまだクラウドを使っていない日でも夜間転送する必要がありますか?
A: はい。同じ帯域を分け合う他部署や定常バックアップも存在するため、業務時間外に限定することで全社的なネットワーク混雑を避けられます。
Q: NAS→クラウドを並列に昼夜問わず走らせ、優先度制御で解決できませんか?
A: 技術的には可能ですが、設定の複雑化と転送失敗時のリカバリが課題となるため、シンプルに時間帯を分離する方が安全です。
Q: VPN 帯域 400Mビット/秒で足りるか心配です。どう考慮しますか?
A: 夜間は同帯域を専有できる前提なので、500台×20Gバイトをグループ分割し、帯域計算上十分に収まるようスケジュールされています。

関連キーワード: VPN, ネットワーク帯域、バッチ転送、ファイル共有、リモートワーク
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