ネットワークの性能（計算問題）　－情報処理シンプルまとめ

　基本情報技術者試験など情報処理技術者試験を受験する方にとっては必須の，ネットワークの性能（計算問題）についてシンプルにまとめています。はじめに，ネットワークの性能に関する各用語（伝送時間，伝送速度（回線速度，実効速度），伝送効率（回線利用率），伝送誤り率（ビット誤り率））を説明し，その後，伝送時間，回線速度，伝送効率，伝送誤り率の求め方について説明しています。各用語の意味をしっかり理解してから，計算問題に取り組むと理解しやすいと思います。また，練習問題もありますので，繰り返しチャレンジしてみましょう。

ネットワークの性能

　ネットワークの設計時には，ネットワークの性能を正しく評価する必要があります。

伝送時間		データを伝送するのにかかる時間。伝送時間＝データ量÷実効速度
伝送速度	回線速度	回線を使用してデータを送る際の理論上の最高速度（伝送効率が100%の場合の速度＝ワイヤースピード）
	実効速度	回線を使用してデータを送る際の実際の速度（実際の速度は，送信データに制御情報を付加することや，ノイズ，通信機器のオーバーヘッドなどにより（回線速度より）遅くなる）。実効速度＝回線速度×伝送効率
伝送効率 （回線利用率）		回線速度に対する実効速度（実際の伝送速度）の割合。伝送効率＝実効速度÷回線速度
伝送誤り率 （ビット誤り率）		送信データの中で1ビットのデータが正しく伝送されない（誤りである）確率。ビット誤り率＝誤りであるデータ量÷データ量

※ bps（bits per second；ビット／秒）…コンピューター間の通信（伝送速度）に用いる単位で，1秒間に伝送可能なビット数を表す。10ビット／秒＝1秒間に10ビット伝送可能

伝送時間

　伝送時間とは，実際にデータを伝送するのにかかる時間をいいます。

　たとえば，4Mbpsの伝送路（伝送効率は50%とします）を用いて10Mバイトのデータを伝送するために必要な時間（伝送時間）は，40秒となります。

練習問題

問1　1.5Mbpsの伝送路を用いて30Mバイトのデータを伝送するために必要な時間（伝送時間）は何秒か。ここで，回線利用率を80%とする。

問2　インターネット上にある540MバイトのファイルをPCにダウンロードするのに必要な時間は何秒か。ここで，LANの回線速度は100Mbps（回線利用率は80%），FTTHの実効速度は90Mbpsとする。また，制御情報やブロードバンドルーターの遅延時間などは考えず，インターネットは十分に高速であるものとする。

回線速度

　回線速度とは，回線を使用してデータを送る際の理論上の最高速度（伝送効率が100%の場合の速度＝ワイヤースピード）をいいます。

　たとえば，長さ500バイトのデータを1分間当たり30件送信（伝送効率は50%とします）したい場合，回線速度が4,000bps以上あれば伝送できることになります。

練習問題

問　長さ700バイトのデータを1時間当たり1,800件送信したい場合の回線速度は何bpsか。ここで，伝送効率は80%とする。

伝送効率（回線利用率）

　伝送効率とは，回線速度に対する実効速度（実際の伝送速度）の割合をいいます。

　たとえば，通信速度が4800bpsの回線で接続された端末間で，500バイトのデータ（転送時にデータ量の20%の制御情報が付加されるものとします）を2秒ごとに伝送する場合の伝送効率は50％になります。

練習問題

問　通信速度が3600bpsの回線で接続された端末間で，900バイトのデータ（転送時にデータ量の20%の制御情報が付加されるものとします）を3秒ごとに伝送する場合の伝送効率は何%か。

伝送誤り率（ビット誤り率）

　ビット誤り率とは，送信データの中で1ビットのデータが正しく伝送されない（誤りである）確率をいいます。

　たとえば，通信速度が400bpsの回線でデータを連続送信したとき，平均で10秒に1回の1ビット誤りが発生したとすると，この回線のビット誤り率は，2.5×10^-4になります。

練習問題

問　通信速度が96kbpsの回線でデータを連続送信したとき，平均で100秒間に3回の1ビット誤りが発生したとすると，この回線のビット誤り率は何%か。

まとめ

　今回は，ネットワークの性能（計算問題）について，シンプルにまとめてみました。みなさん，理解できましたか？もし，難しいようでしたら，練習問題をくり返し解いてみてください。少しずつ慣れてくると思います。