この記事では、伝送時間・回線速度・データ量の計算方法について、初心者にも分かりやすく、図解付きで丁寧に解説しています！
ネットワークの伝送時間
- 伝送時間＝データ量÷回線速度
- 回線速度＝データ量÷伝送時間
- データ量＝伝送時間×回線速度
- 回線速度(実際)=回線速度(理論値)×伝送効率
単位の接頭語
- 1mビット=10⁻³ビット
- 1Mビット=10⁶ビット
- 1Gビット=10⁹ビット
Mbps
- 1Mbps=100Mビット/秒
伝送時間の計算方法
ネットワークの伝送時間に関する問題は次の式で求めることが出来ます。
伝送時間はデータを伝送するのに掛かる時間、データ量は送るデータの量、回線速度は1秒間に伝送できるデータの量を表します。
伝送時間・回線速度・データ量
回線速度 = データ量 ÷ 伝送時間
データ量 = 伝送時間 × 回線速度
分かりにくいので荷物を運ぶトラックを考えてみましょう。伝送時間は荷物を運ぶのに必要な時間、データ量はトラックで運びたい荷物の量、回線速度は1日で送れる荷物の量です。
200個の荷物を1日に10個の荷物を運べるトラックで運べば、必要な日数が20日だと分かります。これが、「伝送時間 = データ量 ÷ 回線速度」です。
200個の荷物を20日で運ぶとしたら、1日に10個の荷物を運ぶトラックで運んだんだなと分かります。これが、「回線速度 = データ量 ÷ 伝送時間」です。
20日掛けて1日に10個の荷物を運べるトラックで荷物を運び続けたら、合計200個の荷物を運んだんだなと分かります。これが、「データ量 = 伝送時間 × 回線速度」です。
伝送効率
伝送効率とは、理論上の回線速度に対して実際に出せる速度の割合です。
伝送効率を考慮する場合、回線速度は次の式で表せます。
回線速度(実際)=回線速度(理論値)×伝送効率
2tトラックで本当に2tの荷物を運べるかと言われると、段ボールに入れる分、かさばるし、積み込み方が下手だと満杯入れることは出来ないですよね。データも同じで通信するために必要な制御情報(宛先IPアドレスなど)を付けないといけなかったりします。なので、伝送効率を考慮する必要があるんですね。
例えば、理論上の回線速度が100Mビット/秒で伝送効率が70%の場合、実際の回線速度=100Mビット/秒×0.7=70Mビット/秒となります。
単位の接頭語
単位には大きい桁や小さい桁を表すために接頭語を付けることが出来ます。mmやkmのmやkは身近な接頭語ですね。
試験でよく出てくる接頭語を紹介します。
| m | 1mビット=10⁻³ビット |
|---|---|
| M | 1Mビット=10⁶ビット |
| G | 1Gビット=10⁹ビット |
Mbpsという単位
回線速度に使われる単位にMbpsというものがあり、1秒間に伝送できるデータ量(Mビット)を表します。
例えば、100Mビット/秒=100Mbpsとなります。
応用情報技術者試験での出題例
令和5年度秋期問31
応用情報技術者
午前試験 令和5年度秋期問31
100Mビット/秒のLANを使用し，1件のレコード長が1,000バイトの電文を1,000件連続して伝送するとき，伝送時間は何秒か。ここで，LANの伝送効率は50%とする。
ア 0.02 イ 0.08 ウ 0.16 エ 1.6
正解は”ウ”
伝送速度(実際)=100Mビット/秒×50%=50Mビット/秒
データ量=1,000バイト×1,000件=1,000,000バイト=8,000,000ビット
なので、
伝送時間=データ量÷伝送速度(実際)=8,000,000÷50,000,000=0.16秒です。
令和5年度春期問32
応用情報技術者
午前試験 令和5年度春期問32
100Mビット/秒のLANと1Gビット/秒のLANがある。ヘッダーを含めて1,250バイトのパケットをN個送付するときに，100Mビット/秒のLANの送信時間が1Gビット/秒のLANより9ミリ秒多く掛かった。Nは幾らか。ここで，いずれのLANにおいても，パケットの送信間隔（パケットの送信が完了してから次のパケットを送信開始するまでの時間）は1ミリ秒であり，パケット送信間隔も送信時間に含める。
ア 10 イ 80 ウ 100 エ 800
正解は”ウ”
100Mビット/秒のLANを使った時の送信時間を計算する
回線速度=100Mビット/秒、データ量=1,250×Nバイトなので、
送信時間=データ量÷回線速度
=1,250×Nバイト÷100Mビット/秒
=10,000×Nビット÷100,000,000ビット/秒
=N×10⁻⁴秒
1Gビット/秒のLANを使った時の送信時間を計算する
回線速度=1Gビット/秒、データ量=1,250×Nバイトなので、
送信時間=データ量÷回線速度
=1,250×Nバイト÷1Gビット/秒
=10,000×Nビット÷1,000,000,000ビット/秒
=N×10⁻⁵秒
100Mビット/秒のLANの方が1Gビット/秒のLANより9ミリ秒多く掛かっているので、
N×10⁻⁴秒-N×10⁻⁵秒=9ミリ秒
⇔10N×10⁻⁵秒-N×10⁻⁵秒=9×10⁻³秒
⇔9N×10⁻⁵秒=9×10⁻³秒
となり、N=100だと分かります。
