ネットワークスペシャリスト 2011年 午後1 問02

解答の論理構成

• 【問題文】には「正サーバは、受信したメールにディジタル署名を付加し、高速検索に用いるインデックス情報を作成し、データを圧縮した上で格納する。」とあります。
• ディジタル署名は公開鍵暗号方式を利用し、電子的な“封印”を施す技術です。
• この“封印”により、署名後のデータが途中で書き換えられると検証に失敗します。
• したがって、署名の主目的はメールデータの真正性・整合性を維持し、改ざんを防ぐことです。
• 上記を踏まえ「メールデータの改ざん防止のため」とまとめれば設問の意図を満たします。

誤りやすいポイント

• ディジタル署名＝暗号化と誤解し「盗聴防止」と答えてしまう。署名は暗号化とは別で改ざん検知が主目的です。
• 「送信者認証」を主目的と断定してしまう。認証機能もありますが、設問は「メール⇔ディジタル署名を付加する目的」とし、データ保管フェーズの説明なので改ざん防止が核心です。
• 長文説明を書いてしまい減点される。キーワードを絞る必要があります。

FAQ

解答の論理構成

1. 災害対策に関する要件は、本社が被災してもメールデータを失わないようにすることです。
   引用：「二つ目の課題は、災害対策である。メールデータの保管場所を複数にし、片方が被災した場合にもメールデータが消失しないようにする。」
2. どの程度の最新データまで確保できればよいかを示す指標が RPO（Recovery Point Objective）です。
3. 表1の「複製プロセスに関する項目」で、遠隔地（副サーバ）へのコピーが完了すべき期限が明示されています。
   引用：「f 所要時間の上限　24時間以内（前日同時刻のメールは複製されていること）」
4. この「24時間以内」が、最大でどこまでのデータを失ってよいか（＝許容データ損失時間）を定義しているため、RPO は「24時間」となります。

誤りやすいポイント

• RPO と RTO を混同し、復旧完了までの時間（RTO）と勘違いする。
• 「24時間以内」を“最長 1 日遅延で良い”と読み流し、数値を答え忘れる。
• 「複製プロセス」の要件を見落とし、「保管プロセス」の 1 秒を RPO と誤解する。

FAQ

解答の論理構成

1. 本文の該当部分
   「①その到着は M/M/1 の条件を満たすと仮定」とあるように、待ち行列αを解析する前提としてメール到着過程を “M/M/1” 型とみなしています。
2. “M/M/1” 型待ち行列の第一の前提は「到着がポアソン過程（マルコフ到着）＝完全にランダムである」ことです。
3. よって設問が求める「到着条件」は、メールが規則的でも一定間隔でもなく、“ランダムに到着する” という一文で表せます。
4. 以上より解答は「メールがランダムに到着する」となります。

誤りやすいポイント

• 「M/M/1」を“サービスが1台”の意味だけと捉え、到着過程の仮定を回答し忘れる。
• ランダムの代わりに「一定平均間隔」などと書き、ポアソン到着を誤解する。
• 待ち行列αではなくβ側の条件（連続転送など）と混同してしまう。
• 「メールが次々に来る」など曖昧な表現で具体性を欠き、M/M/1 の必須要件を示せていない。

FAQ

解答の論理構成

1. 最繁時の到着件数を秒に換算
   【問題文】「最繁時到着件数　36,000 件／時（9:00～10:00）」
   1時間は3,600秒なので
   $\lambda =\frac{36,000}{3,600}=10\text{件／秒}$
   よって
   ア：10
2. サーバの平均処理能力
   【問題文】「サーバの処理能力　12.5件／秒」
   これをそのまま μ とするので
   イ：12.5
3. 利用率 ρ の算出
   $\rho =\frac{\lambda }{\mu }=\frac{10}{12.5}=0.8$
   よって
   ウ：0.8
4. 平均待ち時間 $W_q$ の算出
   M/M/1 待ち行列の平均待ち時間は
   $W_q=\frac{\rho }{\mu -\lambda }$
   により
   $W_q=\frac{0.8}{12.5-10}=\frac{0.8}{2.5}=0.32\text{秒}$
   したがって
   エ：0.32
5. 要件との照合
   【問題文】「平均所要時間の上限　1秒以内」
   保管プロセスの待ち時間 0.32 秒は 1 秒未満であり、条件を満たすと判断できる。

誤りやすいポイント

• 件／時をそのまま λ にしてしまい、ρ が 1 を超えてしまう計算ミス。必ず秒単位に換算すること。
• 平均待ち時間にサービス時間を含めてしまい、$W=\frac{1}{\mu -\lambda }$ を使って 0.4 秒ではなく 0.32 秒になる理由を誤認するケース。
• 表中の「12.5件／秒」を 12.5秒／件と読み違え、λ と μ を逆にしてしまう誤読。

FAQ

解答の論理構成

1. 1日に転送すべきメール量を算定
   • 問題文の引用：
     「189,000件/日×12.5×10^3バイト/件」
   • 計算
     $189,000\times 12.5\times 10^3=2,362,500,000\mathrm{byte}$
2. ビット換算
   • 1byte＝8bit より
     $2,362,500,000\times 8=18,900,000,000\mathrm{bit}$
3. 24時間で送る場合の平均転送レート（ペイロード）
   • 問題文の引用：
     「24時間以内」
   • 1日＝$24\times 60\times 60=86,400\mathrm{s}$
   • 計算
     $\frac{18,900,000,000}{86,400}=218,750bit/s$
4. 回線効率を考慮
   • 問題文の引用：
     「転送効率 50%」
   • 実効帯域＝物理帯域×効率 ⇒ 物理帯域＝実効帯域／0.5
   • 計算
     $\frac{218,750}{0.5}=437,500bit/s=0.4375Mbit/s$
5. 指定の丸め
   • 問題文の指示：
     「小数第3位を四捨五入して、小数第2位まで」
   • $0.4375Mbit/s$ を四捨五入 → 0.44

誤りやすいポイント

• byte と bit の換算（×8）を忘れる。
• 「転送効率 50%」を読み飛ばし、÷0.5 をしない。
• 秒数換算で 1日＝86,400 秒を取り違える（例：84,600 秒など）。
• 最後の四捨五入を誤り 0.43 や 0.45 にしてしまう。

FAQ

解答の論理構成

1. 必要な転送能力を算出
   • 表1「転送効率」は“50%”、割当帯域は本文中“0.5Mビット／秒”です。
   • 有効帯域は
     $0.5[\text{Mbit/s}]\times 0.5=0.25[\text{Mbit/s}]$
   • 1件当たりの平均サイズは表1“12.5×10^3バイト／件”、すなわち
     $12.5\times 10^3[\text{byte}]\times 8=100000[\text{bit}]$
   • 1時間（3 600 秒）で転送できるメール件数は = 9\,000\,[\text{件/時}]$$
2. グループ単位の考え方
   • 本文に“到着順に4,500件を1グループとし、1～42のIDを付与”とあるので、
     1時間に処理できる 9 000 件はちょうど2グループに相当します。
3. ID13 がいつ転送されるか
   • 転送開始は本文の例示どおり“7:00～8:00に到着したID1…同時間帯に転送”。
   • 7:00 から 1 時間ごとに 2 グループずつ処理されるため
     • 7:00～13:00 の 6 時間で 2×6＝12 グループ消化
     • ID13 は 13 番目なので次の 1 時間で処理
       ⇒ 13:00～14:00 に転送
   • よって
     • オ＝13
     • カ＝14
4. ID13 の複製プロセス所要時間
   • 到着は“9:00～10:00”、転送完了は 14:00。
   • おおよその差は 4 時間 ⇒ キ＝4
5. 最大所要時間を与えるグループ
   • 全 42 グループを 2 グループ／時で処理すると必要時間は
     $42÷2=21[\text{時間}]$
   • 7:00 開始の場合、最後の転送は 7:00＋21h＝翌 4:00。
   • 最終グループは ID42 なので ク＝42
   • ID42 の到着は夕方（18:00～19:00 頃）で、転送完了は翌 4:00。
     おおよそ 9 時間差 ⇒ ケ＝9

誤りやすいポイント

• 50% の転送効率を掛け忘れ、必要帯域や件数／時を 2 倍に見積もってしまう。
• 4,500 件を 1 時間で転送できると誤解し、グループ数カウントがずれる。
• 「到着から転送完了まで」の時間を平均ではなく開始－開始で計ってしまう。
• グループ番号と時間帯を取り違え、ID13 や ID42 の位置がずれる。

FAQ

解答の論理構成

1. 転送性能の基準
   • 問題文は「0.5Mビット／秒の帯域を割り当てた場合、9,000 件のメールを単位時間に転送できる。」と示しています。
2. 帯域を3倍に増速
   • 「本社・支社間の余裕度…最大1.5Mビット／秒まで利用可能」とあるので、0.5→1.5Mビット／秒へはちょうど3倍です。
   • よって転送件数も3倍の $9,000\times 3=27,000\text{件／時}$ となります。
3. 到着件数との比較
   • 「最繁時到着件数 36,000 件／時（9:00～10:00）」は転送能力を上回り、この 1 時間だけ 9,000 件の滞留が発生します。
   • その後の時間帯は 27,000 件／時以下（図3上段）なので、到着分と滞留分を合わせても $27,000$ 件／時の転送能力で吸収できます。
4. 最大遅延の算出
   • 滞留する 9,000 件は“次の 1 時間”で転送されるため、ピーク時に到着したメールの複製プロセスは最長でも 1 時間後に完了します。

誤りやすいポイント

• 0.5→1.5Mビット／秒で「帯域は＋1.0Mビット／秒」と捉え、1.0Mビット／秒分しか能力を増やさず計算してしまう。
• 「転送効率 50%」を再計算に含め忘れ、理論帯域の3倍ではなく6倍と誤認。
• 図3の到着分布を見ずに「36,000 件／時が続く」と思い込み、遅延が連鎖すると判断してしまう。

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