データ送信に何ビットかかるか

質問

質問です。書籍やWEBで検索しても一向に分かりませんでした。

問題
MTUが1500バイトの通信回線システムにおいて、300KBのデータを送信することを考える。このとき下記の問いに答えなさい。ただし、1KB=1024Bとして計算しなさい。

（２）イーサネットフレーム（ヘッダー＋FCS）にプリアンブルを付け送るとき、すべてのデータを送るのに何ビット送ればよいか。

（３）　（２）で計算した総ビットを、回線速度が1Mbps回線で送るのに必要な時間を計算しなさい。

申し訳ありませんがよろしくお願いします。

回答No.1

chie65536（@chie65535） · ベストアンサー

＞MTUが1500バイトの通信回線システムにおいて、300KBのデータを送信することを考える。

つまり「データ部が1500バイトでパケット１つ」です。

なお、特に断りが無いので、この「300KBのデータ」には「ＩＰヘッダ」も含む事とします。

＞イーサネットフレーム（ヘッダー＋FCS）にプリアンブルを付け送る

１パケットのデータを送るのに必要なバイト数は「プリアンブル８バイト ＋ ヘッダー１４バイト ＋ データのバイト数 ＋ ＦＣＳ４バイト」になります。

なので、まず、パケット数を求めねばなりません。

３００ＫＢ＝３０７２００Ｂ
３０７２００÷１５００＝２０４．８＝２０５パケット

増えるバイト数は「プリアンブル８バイト ＋ ヘッダー１４バイト ＋ ＦＣＳ４バイト ＝ ２６バイト」が２０５個です。

＞すべてのデータを送るのに何ビット送ればよいか。

なので、トータルで送られるバイト数は「２６ × ２０５ ＋ ３０７２００ ＝ ３１２５３０バイト」で、ビット数にすると「３１２５３０バイト × ８ ＝ ２５００２４０ビット」です。

＞1Mbps回線で送るのに必要な時間を計算しなさい。

１Ｍｂｐｓで１秒間に送れるビット数は、１Ｍビット＝１０２４Ｋビット＝１０２４ × １０２４ビット ＝ １０４８５７６ビットです。

２５００２４０ビットを毎秒１０４８５７６ビットづつ送ると、すべて送るには２５００２４０ ÷ １０４８５７６ ≒ ２．３８４４１４６７２８５１５６２５秒かかります。

なお、もし「データはＩＰヘッダを付けて送り、３００ＫＢの中にはＩＰヘッダは含めない。ＩＰヘッダにはオプションは無く、最短のＩＰヘッダを付加しているとする」と仮定すると、以下のようになります。

１パケットのデータを送るのに必要なバイト数は「プリアンブル８バイト ＋ ヘッダー１４バイト ＋ ＩＰヘッダ最短で２０バイト ＋ データのバイト数 ＋ ＦＣＳ４バイト」になります。

パケット数は、

３００ＫＢ＝３０７２００Ｂ
３０７２００÷（１５００－２０）≒２０７．５＝２０８パケット

になります。

増えるバイト数は「プリアンブル８バイト ＋ ヘッダー１４バイト ＋ ＩＰヘッダ２０バイト ＋ ＦＣＳ４バイト ＝ ４６バイト」が２０８個です。

トータルで送られるバイト数は「４６ × ２０８ ＋ ３０７２００ ＝ ３１６７６８バイト」で、ビット数にすると「３１６７６８バイト × ８ ＝ ２５３４１４４ビット」です。

２５３４１４４ビットを毎秒１０４８５７６ビットづつ送ると、すべて送るには２５３４１４４ ÷ １０４８５７６ ≒ ２．４１６７４８０４６８７５秒かかります。

ま、ＩＰヘッダがあっても無くても、約２．３８４４１４６７２８５１５６２５秒が約２．４１６７４８０４６８７５秒になるだけ。誤差は約０．０３２３３３３７４０２３４３８秒なので、どっちでも同じようなもんです。

それに、上記の計算は「コリジョンが一切起きない」とか「ゲートウェイやルーターやスイッチンングハブを一切通らずにパケットが直通で流れている」など、特殊で「普通は有り得ない状態」に限った場合にしか適用できません。

コリジョンが起きて再送が入れば上記の計算より確実に遅くなりますし、パケットがゲートウェイやルーターやスイッチンングハブを通過する時にパケットが再構築された場合には遅延が発生します。

ぶっちゃけ「だいたいの所要時間は判るが、実際には計算値より遅くなるので、計算しても無意味」です。

お礼

とても詳しい文面で感謝します。大変参考になりました。