※This page uses affiliate advertising.
※本ページは、アフィリエイト広告を利用しています。
Amazon.co.jp: Prime Student - 学生のためのお得なプログラム
Kindle Unlimitedにサインアップして無料体験に登録する
Amazon.co.jp: Amazon Music Unlimited
テクノロジ系・技術要素・ネットワーク方式の理解を深める②
ーーーーーーーーーーーーー
１．アクセス制御方式（通信の交通管理）
【パケット（packet）】
パケットは、データ通信における情報の単位です。
大きなデータはパケットに分割され、それぞれが独立してネットワークを通過します。
各パケットには送信元と送信先のアドレスが含まれています。
【フレーム（frame）】
フレームは、パケットを物理的なメディア（例えば、イーサネットケーブル）で転送するためのデータ構造です。
フレームは、パケットのデータ部分と制御情報（例えば、エラーチェック、同期）を含みます。
【CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）方式】
CSMA/CDは、イーサネットで使用されるアクセス制御方式です。
この方式では、デバイスは送信前にキャリア（信号）を検出します。
衝突（同時に2つのデバイスが送信し始める）が発生した場合、デバイスはランダムな時間待ってから再送します。
【CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式】
CSMA/CAは、Wi-Fiネットワークで使用されるアクセス制御方式です。
この方式では、デバイスは送信前にキャリアを検出します。
衝突を避けるために、デバイスはランダムな時間待ってから送信を開始します。
【トークンパッシング（token passing）方式】
トークンパッシングは、ネットワーク上のデバイスが順番にデータを送信するアクセス制御方式です。
デバイスは「トークン」と呼ばれる特殊なパケットを受け取ったときのみデータを送信できます。
【TDMA（Time Division Multiple Access）方式】
TDMAは、時間をスロットに分割し、各デバイスが特定の時間スロットでのみデータを送信できるようにするアクセス制御方式です。
MACは、デバイスがネットワークメディアにアクセスする方法を制御するためのプロトコルです。
MACアドレスは、ネットワーク上の各デバイスに一意に割り当てられます。
【回線交換とパケット交換】
回線交換は、通信の開始から終了まで物理的な通信路を確保する通信方式です。
パケット交換は、データをパケットに分割し、各パケットを個別にルーティングする通信方式です。
【フレームの形式】
フレームの形式は、フレームがどのように構成されているかを定義します。
一般的に、フレームはヘッダ（送信元と送信先のアドレス、制御情報）、ペイロード（データ）、フッタ（エラーチェック）で構成されます。
①パケット（packet）
【分野の概要】
パケットは、データ通信における基本的な情報の単位であり、ネットワークを通じて情報を送受信するための重要な要素です。
パケットの概念は、データを効率的に送受信するための基本的なメカニズムを提供します。
【基本的な概念】
パケットは、一連のビットで構成され、特定の形式とサイズに従います。
パケットは、通常、ヘッダ（送信元と送信先のアドレス、制御情報）、ペイロード（実際のデータ）、フッタ（エラーチェック情報）の3つの部分から構成されます。
【詳細な理論】
大きなデータは、複数のパケットに分割され、それぞれが独立してネットワークを通過します。
各パケットは、送信元と送信先のアドレス情報を持つため、ネットワークはパケットを適切な宛先にルーティングすることができます。
これにより、ネットワークは大量のデータを効率的に処理することができます。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるウェブサイトのウェブページを閲覧するとき、ウェブサーバーはそのページのデータをパケットに分割し、それらをユーザーのコンピュータに送信します。
ユーザーのコンピュータは、これらのパケットを受信し、元のデータに再構成します。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、パケットの概念とその動作を理解することが重要です。
具体的には、パケットがどのように生成され、どのようにネットワークを通過し、最終的にどのように再構成されるかを理解することが求められます。
②フレーム（frame）
【分野の概要】
フレームは、データ通信における重要な概念で、パケットを物理的なメディア（例えば、イーサネットケーブル）で転送するためのデータ構造です。
フレームは、パケットのデータ部分と制御情報（例えば、エラーチェック、同期）を含みます。
【基本的な概念】
フレームは、通常、ヘッダ（制御情報）、ペイロード（パケットデータ）、フッタ（エラーチェック情報）の3つの部分から構成されます。
ヘッダとフッタに含まれる制御情報は、フレームの送受信を制御し、データの整合性を確認します。
【詳細な理論】
フレームは、データリンク層（OSI参照モデルの第2層）で使用されます。
データリンク層は、物理層（第1層）上で信頼性のある通信を提供する役割を果たします。
フレームは、この信頼性のある通信を実現するための主要なツールです。
【実例とケーススタディ】
例えば、イーサネット通信では、データはフレーム形式で送受信されます。
イーサネットフレームは、データ部分とともに、送信元と送信先のMACアドレス、フレームのタイプ、エラーチェックのためのCRC（巡回冗長検査）値を含みます。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、フレームの概念とその動作を理解することが重要です。
具体的には、フレームがどのように生成され、どのようにデータを包含し、最終的にどのようにエラーチェックが行われるかを理解することが求められます。
③CSMA／CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）方式
【分野の概要】
CSMA/CDは、イーサネットで使用されるアクセス制御方式で、データの衝突を検出し、解決するための重要なメカニズムです。
この方式は、ネットワークの効率を向上させ、データの送信をより信頼性の高いものにします。
【基本的な概念】
CSMA/CDは、Carrier Sense Multiple Access with Collision Detectionの略で、直訳すると「衝突検出付きキャリアセンス多重アクセス」を意味します。
この方式では、デバイスは送信前にキャリア（信号）を検出します。
衝突（同時に2つのデバイスが送信し始める）が発生した場合、デバイスはランダムな時間待ってから再送します。
【詳細な理論】
CSMA/CDの動作は以下のようになります。
・デバイスがデータを送信する前に、キャリア（信号）を検出します。
・もしキャリアが検出されなければ、デバイスはデータを送信します。
・もしキャリアが検出された場合、つまり他のデバイスが送信中であれば、デバイスは一定時間待ちます。
・データ送信中に他のデバイスからの信号（衝突）が検出された場合、デバイスは送信を停止し、ランダムな時間待った後で再送します。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのイーサネットネットワークでは、複数のコンピュータが同じネットワーク上でデータを送受信します。
これらのコンピュータはCSMA/CD方式を使用して、データの衝突を避け、ネットワークの効率を最大化します。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、CSMA/CDの概念とその動作を理解することが重要です。
具体的には、CSMA/CDがどのように衝突を検出し、どのように衝突を解決するかを理解することが求められます。
④CSMA／CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式
【分野の概要】
CSMA/CAは、Wi-Fiネットワークで使用されるアクセス制御方式で、データの衝突を回避するための重要なメカニズムです。
この方式は、無線ネットワークの効率を向上させ、データの送信をより信頼性の高いものにします。
【基本的な概念】
CSMA/CAは、Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidanceの略で、直訳すると「衝突回避付きキャリアセンス多重アクセス」を意味します。
この方式では、デバイスは送信前にキャリア（信号）を検出します。
衝突を避けるために、デバイスはランダムな時間待ってから送信を開始します。
【詳細な理論】
CSMA/CAの動作は以下のようになります。
・デバイスがデータを送信する前に、キャリア（信号）を検出します。
・もしキャリアが検出されなければ、デバイスはデータを送信します。
・もしキャリアが検出された場合、つまり他のデバイスが送信中であれば、デバイスは一定時間待ちます。
・デバイスはランダムな時間待った後、再度キャリアを検出します。もしキャリアが検出されなければ、デバイスはデータを送信します。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのWi-Fiネットワークでは、複数のデバイスが同じネットワーク上でデータを送受信します。
これらのデバイスはCSMA/CA方式を使用して、データの衝突を避け、ネットワークの効率を最大化します。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、CSMA/CAの概念とその動作を理解することが重要です。
具体的には、CSMA/CAがどのように衝突を回避し、どのようにデータを効率的に送信するかを理解することが求められます。
⑤トークンパッシング（token passing）方式
【分野の概要】
トークンパッシングは、ネットワーク上のデバイスが順番にデータを送信するアクセス制御方式です。
この方式は、データの衝突を防ぎ、ネットワークの効率を向上させるための重要なメカニズムです。
【基本的な概念】
トークンパッシング方式では、デバイスは「トークン」と呼ばれる特殊なパケットを受け取ったときのみデータを送信できます。
トークンは、ネットワーク上のデバイス間で順番にパスされます。
【詳細な理論】
トークンパッシングの動作は以下のようになります。
・デバイスがデータを送信します。
このプロセスは、全てのデバイスがデータを送信する機会を得るまで繰り返されます。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのリングトポロジのネットワークでは、複数のデバイスが同じネットワーク上でデータを送受信します。
これらのデバイスはトークンパッシング方式を使用して、データの衝突を避け、ネットワークの効率を最大化します。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、トークンパッシングの概念とその動作を理解することが重要です。
具体的には、トークンパッシングがどのようにデータの衝突を防ぎ、どのようにデータを効率的に送信するかを理解することが求められます。
⑥TDMA（Time Division Multiple Access）方式
【分野の概要】
TDMAは、時間をスロットに分割し、各デバイスが特定の時間スロットでのみデータを送信できるようにするアクセス制御方式です。
この方式は、データの衝突を防ぎ、ネットワークの効率を向上させるための重要なメカニズムです。
【基本的な概念】
TDMAは、Time Division Multiple Accessの略で、直訳すると「時間分割多重アクセス」を意味します。
この方式では、ネットワークの帯域幅は時間スロットに分割され、各デバイスは割り当てられた時間スロットでのみデータを送信します。
【詳細な理論】
TDMAの動作は以下のようになります。
・ネットワークの帯域幅は時間スロットに分割されます。
・各デバイスは特定の時間スロットが割り当てられます。
・デバイスは割り当てられた時間スロットでのみデータを送信します。
このプロセスは、全てのデバイスがデータを送信する機会を得るまで繰り返されます。
【実例とケーススタディ】
例えば、ある無線通信ネットワークでは、複数のデバイスが同じネットワーク上でデータを送受信します。
これらのデバイスはTDMA方式を使用して、データの衝突を避け、ネットワークの効率を最大化します。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、TDMAの概念とその動作を理解することが重要です。
具体的には、TDMAがどのように時間を分割し、どのようにデータを効率的に送信するかを理解することが求められます。
⑦MAC（Media Access Control）
【分野の概要】
MACは、デバイスがネットワークメディアにアクセスする方法を制御するためのプロトコルです。
このプロトコルは、データの衝突を防ぎ、ネットワークの効率を向上させるための重要なメカニズムです。
【基本的な概念】
MACは、Media Access Controlの略で、直訳すると「メディアアクセス制御」を意味します。
このプロトコルでは、各デバイスがネットワークメディアにアクセスするタイミングを制御します。
また、MACアドレスは、ネットワーク上の各デバイスに一意に割り当てられます。
【詳細な理論】
MACプロトコルは、データリンク層（OSI参照モデルの第2層）で使用されます。
データリンク層は、物理層（第1層）上で信頼性のある通信を提供する役割を果たします。
MACプロトコルは、この信頼性のある通信を実現するための主要なツールです。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのイーサネットネットワークでは、複数のコンピュータが同じネットワーク上でデータを送受信します。
これらのコンピュータはMACプロトコルを使用して、データの衝突を避け、ネットワークの効率を最大化します。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、MACの概念とその動作を理解することが重要です。
具体的には、MACがどのようにデバイスのネットワークメディアへのアクセスを制御し、どのようにデータを効率的に送信するかを理解することが求められます。
⑧回線交換とパケット交換
【分野の概要】
回線交換とパケット交換は、データ通信のための2つの主要な方式です。
これらの方式は、データの送信方法とネットワークリソースの使用方法を決定します。
【基本的な概念】
・回線交換：
この方式では、通信の開始から終了まで物理的な通信路が確保されます。
電話通信が典型的な例です。
・パケット交換：
この方式では、データはパケットに分割され、各パケットが個別にネットワークを通過します。
インターネットが典型的な例です。
【詳細な理論】
・回線交換：
通信が開始されると、送信元と送信先の間に専用の通信路が確立されます。
この通信路は通信が終了するまで維持され、他の通信からは使用できません。
これにより、一貫した帯域幅と遅延時間が保証されますが、通信がないときでもリソースが占有されます。
・パケット交換：
データはパケットに分割され、各パケットはネットワーク上を個別に移動します。
各パケットは、送信元、送信先、順序情報などのヘッダ情報を持ちます。
パケット交換ネットワークは、帯域幅を効率的に使用できますが、ネットワークの混雑により遅延が発生する可能性があります。
【実例とケーススタディ】
・回線交換：
伝統的な電話ネットワークは回線交換を使用します。
あなたが電話をかけると、あなたの電話と受信者の電話の間に専用の通信路が確立されます。
・パケット交換：
インターネットはパケット交換を使用します。
あなたがウェブページを閲覧すると、ウェブページのデータはパケットに分割され、あなたのコンピュータに送信されます。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、回線交換とパケット交換の概念とその違いを理解することが重要です。
具体的には、それぞれの方式がどのようにデータを送信し、どのようにネットワークリソースを使用するかを理解することが求められます。
⑨フレームの形式
【分野の概要】
フレームの形式は、フレームがどのように構成されているかを定義します。
これは、データ通信における重要な要素で、データの整合性と信頼性を確保するために必要です。
【基本的な概念】
一般的に、フレームは以下の3つの部分から構成されます。
・ヘッダ：
送信元と送信先のアドレス、制御情報などを含みます。
・ペイロード：
実際のデータを含みます。
・フッタ：
エラーチェック情報を含みます。
【詳細な理論】
フレームの形式は、使用するネットワークプロトコルによります。
例えば、イーサネットフレームは、データ部分とともに、送信元と送信先のMACアドレス、フレームのタイプ、エラーチェックのためのCRC（巡回冗長検査）値を含みます。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのイーサネットネットワークでは、複数のコンピュータが同じネットワーク上でデータを送受信します。
これらのコンピュータはフレーム形式を使用して、データの整合性と信頼性を確保します。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、フレームの形式とその構成要素を理解することが重要です。
具体的には、フレームがどのように構成され、どのようにデータの整合性と信頼性を確保するかを理解することが求められます。
２．LANの規格
【分野の概要】
LANの規格は、ローカルエリアネットワーク（LAN）の設計と運用に関する一連の技術仕様です。
これらの規格は、ネットワークデバイスが互いに通信する方法を定義し、ネットワークの互換性と効率を確保します。
【基本的な概念】
以下に、主要なLANの規格をいくつか紹介します。
イーサネットの標準規格で、最も広く使用されています。
②IEEE802.4：
トークンバスネットワークの標準規格です。
③IEEE802.5：
トークンリングネットワークの標準規格です。
④IEEE802.11：
イーサネットの一種で、最大100Mbpsのデータ転送速度を提供します。
【詳細な理論】
各LANの規格は、ネットワークの物理的な構成（トポロジ）、データリンク層のプロトコル、データ転送速度などを定義します。
これらの規格は、ネットワークデバイスが互いに通信できるようにするための共通のフレームワークを提供します。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのネットワークでは、イーサネット（IEEE802.3）が使用されているかもしれません。
一方、家庭内のネットワークでは、無線LAN（IEEE802.11）が使用されているかもしれません。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、各LANの規格とその特性を理解することが重要です。
具体的には、各規格がどのようなネットワークトポロジ、データリンク層のプロトコル、データ転送速度をサポートしているかを理解することが求められます。
①IEEE802.3
【分野の概要】
IEEE802.3は、イーサネットの標準規格で、最も広く使用されています。
この規格は、ネットワークデバイスが互いに通信する方法を定義し、ネットワークの互換性と効率を確保します。
【基本的な概念】
IEEE802.3は、Institute of Electrical and Electronics Engineers（IEEE）によって開発された一連のネットワーク規格の一部です。
この規格は、イーサネットと呼ばれるネットワーク技術を定義しています。
【詳細な理論】
IEEE802.3規格は、イーサネットネットワークの物理層とデータリンク層を定義します。
物理層では、ケーブルの種類、信号のレベル、ビットレートなどが定義されます。
データリンク層では、フレームの形式、MACアドレス、エラーチェックなどが定義されます。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのネットワークでは、イーサネット（IEEE802.3）が使用されています。
このネットワークでは、各デバイスが共通の規格に従ってデータを送受信することで、ネットワークの互換性と効率が確保されます。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、IEEE802.3とその特性を理解することが重要です。
具体的には、IEEE802.3がどのようなネットワークトポロジ、データリンク層のプロトコル、データ転送速度をサポートしているかを理解することが求められます。
②IEEE802.4
【分野の概要】
IEEE802.4は、トークンバスネットワークの標準規格です。
この規格は、ネットワークデバイスが互いに通信する方法を定義し、ネットワークの互換性と効率を確保します。
【基本的な概念】
IEEE802.4は、Institute of Electrical and Electronics Engineers（IEEE）によって開発された一連のネットワーク規格の一部です。
この規格は、トークンバスと呼ばれるネットワーク技術を定義しています。
【詳細な理論】
IEEE802.4規格は、トークンバスネットワークの物理層とデータリンク層を定義します。
物理層では、ケーブルの種類、信号のレベル、ビットレートなどが定義されます。
データリンク層では、フレームの形式、MACアドレス、エラーチェックなどが定義されます。
【実例とケーススタディ】
例えば、ある製造工場のネットワークでは、IEEE802.4が使用されているかもしれません。
このネットワークでは、各デバイスが共通の規格に従ってデータを送受信することで、ネットワークの互換性と効率が確保されます。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、IEEE802.4とその特性を理解することが重要です。
具体的には、IEEE802.4がどのようなネットワークトポロジ、データリンク層のプロトコル、データ転送速度をサポートしているかを理解することが求められます。
③IEEE802.5
【分野の概要】
IEEE802.5は、トークンリングネットワークの標準規格です。
この規格は、ネットワークデバイスが互いに通信する方法を定義し、ネットワークの互換性と効率を確保します。
【基本的な概念】
IEEE802.5は、Institute of Electrical and Electronics Engineers（IEEE）によって開発された一連のネットワーク規格の一部です。
この規格は、トークンリングと呼ばれるネットワーク技術を定義しています。
【詳細な理論】
IEEE802.5規格は、トークンリングネットワークの物理層とデータリンク層を定義します。
物理層では、ケーブルの種類、信号のレベル、ビットレートなどが定義されます。
データリンク層では、フレームの形式、MACアドレス、エラーチェックなどが定義されます。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのネットワークでは、IEEE802.5が使用されているかもしれません。
このネットワークでは、各デバイスが共通の規格に従ってデータを送受信することで、ネットワークの互換性と効率が確保されます。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、IEEE802.5とその特性を理解することが重要です。
具体的には、IEEE802.5がどのようなネットワークトポロジ、データリンク層のプロトコル、データ転送速度をサポートしているかを理解することが求められます。
④IEEE802.11
【分野の概要】
IEEE802.11は、無線LAN（Wi-Fi）の標準規格です。
この規格は、ネットワークデバイスが互いに通信する方法を定義し、ネットワークの互換性と効率を確保します。
【基本的な概念】
IEEE802.11は、Institute of Electrical and Electronics Engineers（IEEE）によって開発された一連のネットワーク規格の一部です。
この規格は、Wi-Fiと呼ばれるネットワーク技術を定義しています。
【詳細な理論】
IEEE802.11規格は、無線LANの物理層とデータリンク層を定義します。
物理層では、無線周波数、信号のレベル、ビットレートなどが定義されます。
データリンク層では、フレームの形式、MACアドレス、エラーチェックなどが定義されます。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのネットワークでは、IEEE802.11が使用されています。
このネットワークでは、各デバイスが共通の規格に従ってデータを送受信することで、ネットワークの互換性と効率が確保されます。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、IEEE802.11とその特性を理解することが重要です。
具体的には、IEEE802.11がどのようなネットワークトポロジ、データリンク層のプロトコル、データ転送速度をサポートしているかを理解することが求められます。
⑤100BASE-TX
【分野の概要】
100BASE-TXは、イーサネットの一種で、最大100Mbpsのデータ転送速度を提供します。
この規格は、ネットワークデバイスが互いに通信する方法を定義し、ネットワークの互換性と効率を確保します。
【基本的な概念】
100BASE-TXは、Fast Ethernetの一部であり、IEEE 802.3u規格に基づいています。
この規格は、2対のカテゴリ5 UTP（Unshielded Twisted Pair）ケーブルを使用して、最大100Mbpsのデータ転送速度を提供します。
【詳細な理論】
100BASE-TX規格は、イーサネットネットワークの物理層とデータリンク層を定義します。
物理層では、ケーブルの種類、信号のレベル、ビットレートなどが定義されます。
データリンク層では、フレームの形式、MACアドレス、エラーチェックなどが定義されます。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのネットワークでは、100BASE-TXが使用されています。
このネットワークでは、各デバイスが共通の規格に従ってデータを送受信することで、ネットワークの互換性と効率が確保されます。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、100BASE-TXとその特性を理解することが重要です。
具体的には、100BASE-TXがどのようなネットワークトポロジ、データリンク層のプロトコル、データ転送速度をサポートしているかを理解することが求められます。
３．イーサネット（Ethernet）
【分野の概要】
イーサネットは、ローカルエリアネットワーク（LAN）を構築するための技術で、最も広く使用されています。
この技術は、ネットワークデバイスが互いに通信する方法を定義し、ネットワークの互換性と効率を確保します。
【基本的な概念】
イーサネットは、データをフレームと呼ばれる単位で送受信します。
各フレームには、送信元と送信先のMACアドレス、ペイロード（実際のデータ）、エラーチェックのためのCRC（巡回冗長検査）値を含みます。
【詳細な理論】
イーサネットは、CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）というアクセス制御方式を使用します。
この方式では、デバイスは送信前にキャリア（信号）を検出します。
衝突（同時に2つのデバイスが送信し始める）が発生した場合、デバイスはランダムな時間待ってから再送します。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのネットワークでは、イーサネットが使用されています。
このネットワークでは、各デバイスが共通の規格に従ってデータを送受信することで、ネットワークの互換性と効率が確保されます。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、イーサネットとその特性を理解することが重要です。
具体的には、イーサネットがどのようにデータをフレームに分割し、どのようにデータを効率的に送信するかを理解することが求められます。
①イーサネットの表記方法の説明
【分野の概要】
イーサネットの表記方法は、イーサネットの規格や特性を表現するための標準的な方法です。
これは、ネットワークの設計やトラブルシューティングにおいて重要な役割を果たします。
【基本的な概念】
イーサネットの表記方法は、通常、速度/伝送媒体/符号化方式の形式で表されます。
例えば、「100BASE-TX」は、速度が100Mbps、伝送媒体がベースバンド（BASE）、符号化方式がTX（トワイストペアケーブル）を意味します。
【詳細な理論】
・速度：
イーサネットのデータ転送速度を表します。
単位はMbps（メガビット/秒）です。
・伝送媒体：
データが伝送される媒体を表します。
BASEはベースバンドを、BROADはブロードバンドを意味します。
・符号化方式：
データの符号化方式を表します。
例えば、TXはトワイストペアケーブルを、FXは光ファイバーを意味します。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのネットワークでは、「100BASE-TX」のイーサネットが使用されています。
これは、100Mbpsの速度でデータを転送し、ベースバンドの伝送媒体とトワイストペアケーブルを使用することを意味します。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、イーサネットの表記方法とその意味を理解することが重要です。
具体的には、イーサネットの表記がどのようにデータ転送速度、伝送媒体、符号化方式を表しているかを理解することが求められます。
４．データ伝送に関する計算
【分野の概要】
データ伝送に関する計算は、ネットワークのパフォーマンスを評価し、最適化するための重要なツールです。
これらの計算は、データ転送の効率、ネットワークの帯域幅の使用率、データ転送の遅延などを理解するのに役立ちます。
【基本的な概念】
以下に、データ伝送に関する主要な計算のいくつかを紹介します。
①データ伝送時間の公式：
データ伝送時間は、データのサイズを転送速度で割ったものです。
②実際の伝送データ量の求め方：
実際の伝送データ量は、データ伝送時間を転送速度で掛けたものです。
③１秒あたりの伝送データ量の求め方：
１秒あたりの伝送データ量は、データのサイズをデータ伝送時間で割ったものです。
④バイトをビット単位に変換する方法：
1バイトは8ビットなので、バイト数を8倍することでビット単位に変換できます。
⑤回線利用率の求め方：
回線利用率は、実際に使用された帯域幅を最大帯域幅で割ったものです。
【詳細な理論】
これらの計算は、ネットワークのパフォーマンスを評価し、最適化するための基礎となります。
例えば、データ伝送時間の計算は、ネットワークが特定のデータ量を転送するのにどれだけの時間が必要かを示します。
これは、ネットワークの遅延を理解し、ネットワークのパフォーマンスを改善するための重要な指標です。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるオフィスのネットワークでは、100BASE-TXのイーサネットが使用されています。
このネットワークでは、データ伝送に関する計算を使用して、ネットワークのパフォーマンスを評価し、最適化することができます。
【攻略法】
基本情報技術者試験では、データ伝送に関する計算とその意味を理解することが重要です。
具体的には、各計算がどのようにネットワークのパフォーマンスを評価し、最適化するのに役立つかを理解することが求められます。
①データ伝送時間の公式
【分野の概要】
データ伝送時間は、特定のデータ量を送信するのに必要な時間を示します。
これは、ネットワークのパフォーマンスを評価するための重要な指標であり、ネットワークの遅延を理解するためにも使用されます。
【基本的な概念】
データ伝送時間は、以下の公式で計算されます。
データ伝送時間 ＝ データ量（ビット） ／ 転送速度（ビット/秒）
この公式では、データ量はビット単位で、転送速度はビット/秒単位で表されます。
【詳細な理論】
データ伝送時間の公式は、ネットワークの帯域幅（転送速度）と送信するデータのサイズに基づいています。
帯域幅が大きいほど、データ伝送時間は短くなります。
逆に、送信するデータのサイズが大きいほど、データ伝送時間は長くなります。
【実例とケーススタディ】
例えば、1000ビットのデータを100Mbpsのネットワークを通じて送信する場合、データ伝送時間は以下のように計算できます。
データ伝送時間 ＝ 1000ビット ／ 100 × 10⁶ビット/秒 ＝ 0.00001秒
【攻略法】
基本情報技術者試験では、データ伝送時間の公式とその意味を理解することが重要です。
具体的には、公式がどのようにデータ伝送時間を計算し、それがネットワークのパフォーマンスをどのように反映しているかを理解することが求められます。
②計算の例（実際の伝送データ量の求め方）
【分野の概要】
ネットワークにおけるデータ伝送は、データのサイズと転送速度によって決まります。
これらの値を使用して、実際に伝送されるデータ量を計算することができます。
【基本的な概念】
実際の伝送データ量は、以下の公式で計算されます。
実際の伝送データ量 ＝ データ伝送時間 × 転送速度
この公式では、データ伝送時間は秒単位で、転送速度はビット/秒単位で表されます。
【詳細な理論】
この公式は、データ伝送時間と転送速度の両方に依存します。
データ伝送時間が長いほど、また転送速度が高いほど、実際に伝送されるデータ量は増えます。
【実例とケーススタディ】
例えば、データ伝送時間が2秒で、転送速度が100Mbps（100 * 10^6 ビット/秒）の場合、実際に伝送されるデータ量は以下のように計算できます。
実際の伝送データ量 ＝ 2秒 × 100 × 10⁶ビット/秒 ＝ 200 × 10⁶ビット
【攻略法】）
基本情報技術者試験では、実際の伝送データ量の計算方法とその意味を理解することが重要です。
具体的には、公式がどのようにデータ伝送時間と転送速度を使用して実際の伝送データ量を計算し、それがネットワークのパフォーマンスをどのように反映しているかを理解することが求められます。
③計算の例（１秒あたりの伝送データ量の求め方）
【分野の概要】
１秒あたりの伝送データ量は、ネットワークの帯域幅を示します。
これは、ネットワークのパフォーマンスを評価するための重要な指標であり、ネットワークの帯域幅を理解するためにも使用されます。
【基本的な概念】
１秒あたりの伝送データ量は、以下の公式で計算されます。
１秒あたりの伝送データ量 ＝ データ量（ビット） ／ データ伝送時間（秒）
この公式では、データ量はビット単位で、データ伝送時間は秒単位で表されます。
【詳細な理論】
この公式は、データ量とデータ伝送時間の両方に依存します。
データ量が大きいほど、またデータ伝送時間が短いほど、１秒あたりの伝送データ量は増えます。
【実例とケーススタディ】
例えば、1000ビットのデータを2秒で送信する場合、１秒あたりの伝送データ量は以下のように計算できます。
１秒あたりの伝送データ量 ＝ 1000ビット ／ 2秒 ＝ 500ビット/秒
【攻略法】
基本情報技術者試験では、１秒あたりの伝送データ量の計算方法とその意味を理解することが重要です。
具体的には、公式がどのようにデータ量とデータ伝送時間を使用して１秒あたりの伝送データ量を計算し、それがネットワークのパフォーマンスをどのように反映しているかを理解することが求められます。
④バイトをビット単位に変換する方法
【分野の概要】
データは通常、バイト単位で表されますが、ネットワーク通信ではビット単位でデータを扱うことが多いです。
したがって、バイトをビット単位に変換する方法を理解することは、ネットワークのパフォーマンスを評価するために重要です。
【基本的な概念】
バイトをビット単位に変換するには、以下の公式を使用します。
ビット数 ＝ バイト数 × 8
この公式では、1バイトが8ビットであることを利用しています。
【詳細な理論】
この公式は、データのサイズをバイト単位からビット単位に変換するために使用されます。
これは、ネットワーク通信ではデータ転送速度がビット/秒単位で表されるため、データのサイズもビット単位で表すことが一般的だからです。
【実例とケーススタディ】
例えば、100バイトのデータをビット単位に変換する場合、以下のように計算できます。
ビット数 ＝ 100バイト × 8 ＝ 800ビット
【攻略法】
基本情報技術者試験では、バイトをビット単位に変換する方法とその意味を理解することが重要です。
具体的には、公式がどのようにバイトをビットに変換し、それがネットワークのパフォーマンスをどのように反映しているかを理解することが求められます。
⑤回線利用率の求め方
【分野の概要】
回線利用率は、ネットワークの帯域幅がどの程度使用されているかを示す指標です。
これは、ネットワークのパフォーマンスを評価し、最適化するための重要なツールです。
【基本的な概念】
回線利用率は、以下の公式で計算されます。
この公式では、帯域幅はビット/秒単位で表されます。
【詳細な理論】
この公式は、ネットワークの帯域幅がどの程度使用されているかを示します。
回線利用率が高いほど、ネットワークは帯域幅を効率的に使用していると言えます。
しかし、回線利用率が100%に近い場合、ネットワークは飽和状態になり、パフォーマンスが低下する可能性があります。
【実例とケーススタディ】
例えば、あるネットワークの最大帯域幅が100Mbpsで、実際に使用された帯域幅が60Mbpsの場合、回線利用率は以下のように計算できます。
回線利用率 ＝ 60Mbps ／ 100Mbps ＝ 0.6 ＝ 60%
【攻略法】
基本情報技術者試験では、回線利用率の計算方法とその意味を理解することが重要です。
具体的には、公式がどのように実際に使用された帯域幅と最大帯域幅を使用して回線利用率を計算し、それがネットワークのパフォーマンスをどのように反映しているかを理解することが求められます。
｜おわりに
ネットワーク通信と制御は、データがネットワークを通じてどのように送受信されるかを理解するための重要な分野です。この分野は、アクセス制御方式、LANの規格、イーサネット、そしてデータ伝送に関する計算という4つの主要な領域に分けられます。
アクセス制御方式は、ネットワーク上のデバイスがデータを送受信する際の「交通ルール」を定義します。これには、パケットとフレームの概念、さまざまなアクセス制御方式（CSMA/CD、CSMA/CA、トークンパッシング、TDMA）、MAC、回線交換とパケット交換、そしてフレームの形式が含まれます。
LANの規格は、ローカルエリアネットワーク（LAN）の設計と運用に関する一連の技術仕様を提供します。これには、IEEE802.3（イーサネット）、IEEE802.4、IEEE802.5、IEEE802.11（Wi-Fi）、そして100BASE-TXなどの規格が含まれます。
イーサネットは、最も広く使用されているLANの規格で、データをフレームと呼ばれる単位で送受信します。イーサネットの表記方法は、通常、速度/伝送媒体/符号化方式の形式で表されます。
データ伝送に関する計算は、ネットワークのパフォーマンスを評価し、最適化するための重要なツールです。これには、データ伝送時間の公式、実際の伝送データ量の求め方、１秒あたりの伝送データ量の求め方、バイトをビット単位に変換する方法、そして回線利用率の求め方が含まれます。
以上が「ネットワーク通信と制御」についての全体像です。
この知識は、基本情報技術試験を受験する皆さんにとって、ネットワークの基本的な動作を理解し、ネットワークの問題を解決するための重要な基盤となります。
｜おすすめの書籍
以下に、基本情報技術試験の学習に役立つおすすめの参考書籍を紹介します。
この書籍は、基本情報技術者試験の全範囲をカバーしています。
初心者でも理解しやすいように、やさしい言葉と豊富な図解で説明されています。
また、各章の終わりには確認問題があり、理解度をチェックすることができます。
この書籍は、視覚的に学びたい人におすすめです。
豊富なイラストと図解で、難しい概念もわかりやすく説明されています。
また、実際の試験問題に近い問題も多数掲載されているため、試験対策にも最適です。
『イメージ＆クレバー方式でよくわかる かやのき先生の基本情報技術者教室』
この書籍は、独自の「イメージ＆クレバー方式」で難しい概念を易しく解説しています。
また、各章の終わりには「クレバー問題」があり、理解度を深めることができます。
この書籍は、試験範囲を網羅しつつ、重要なポイントを押さえた解説が特徴です。
また、過去問題とその解説も掲載されているため、試験対策にも役立ちます。
これらの書籍は、基本情報技術者試験の学習に役立つ内容が詰まっています。
どの書籍も、初学者から経験者まで、幅広い読者に対応しています。
自分の学習スタイルや目標に合わせて、最適な一冊を選んでみてください。
ーーーーーーー
