輻輳制御に関するネットワークスペシャリスト試験

 では「輻輳制御」をテーマに、ネットワークスペシャリスト試験向けの

択一問題＋解答・解説＋穴埋め問題＋誤文訂正問題 を組み合わせた形で一気に10問作成します。

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輻輳制御に関する問題集（全10問）

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■ 問題1

TCPの輻輳制御において、「スロースタート」の主な目的はどれか。

A. ウィンドウサイズを一気に最大まで拡大する

B. ネットワークの輻輳を回避するため、送信速度を段階的に増加させる

C. パケット損失時に全てのデータを再送する

D. TCP接続をすぐに切断する

【正解】B

【解説】スロースタートは接続開始時や輻輳発生後に送信速度を段階的に増加させ、急激な輻輳を避ける。

【穴埋め】スロースタートは送信速度を ________ に増加させることで輻輳を回避する。

→ 段階的

【誤文訂正】スロースタートは送信速度を即座に最大まで拡大する。

→ 正しくは、段階的に増加させる。

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■ 問題2

輻輳制御の「輻輳ウィンドウ（cwnd）」は何によって決定されるか。

A. 送信側のバッファサイズ

B. ネットワークの混雑度推定

C. 受信側の処理能力

D. リンクの物理速度

【正解】B

【解説】cwndはネットワーク内の混雑度を推定して調整され、過剰なパケット送信を防ぐ。

【穴埋め】輻輳ウィンドウはネットワークの ________ に基づいて決定される。

→ 混雑度

【誤文訂正】輻輳ウィンドウは受信側バッファサイズによって決定される。

→ 正しくはネットワークの混雑度推定によって決定される。

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■ 問題3

スロースタートから「輻輳回避」フェーズへ移行する条件として正しいものはどれか。

A. cwndがしきい値（ssthresh）を超えたとき

B. パケット損失が発生したとき

C. ACKが遅延したとき

D. ウィンドウサイズがゼロになったとき

【正解】A

【解説】スロースタートでは指数的にcwndが増加するが、ssthreshを超えると輻輳回避フェーズに入り、増加は線形になる。

【穴埋め】スロースタートは cwnd が ________ を超えると輻輳回避に移行する。

→ ssthresh

【誤文訂正】スロースタートはACKが遅延したときに輻輳回避に移行する。

→ 正しくはssthreshを超えたときに移行する。

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■ 問題4

輻輳回避フェーズにおけるcwndの増加方法として正しいものはどれか。

A. ACKごとに倍増する

B. RTTごとに1MSSずつ増加する

C. 常に固定値のまま

D. パケット損失ごとに増加する

【正解】B

【解説】輻輳回避では、RTTごとに1MSS（最大セグメントサイズ）分だけ増加する。

【穴埋め】輻輳回避では、RTTごとに ________ 分だけcwndが増加する。

→ 1MSS

【誤文訂正】輻輳回避ではACKごとにcwndが倍増する。

→ 正しくはRTTごとに1MSS増加する。

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■ 問題5

パケット損失時に「高速再送」が発動するきっかけは何か。

A. ACKが3回連続で同じ番号になる

B. RTTが短縮される

C. cwndが最大値に達する

D. ssthreshがゼロになる

【正解】A

【解説】3重ACK（同じACK番号を3回受信）が失われたセグメントの存在を示す合図となり、高速再送が行われる。

【穴埋め】高速再送は ________ 回同一ACKが連続したときに発動する。

→ 3

【誤文訂正】高速再送はACKが1回遅延したときに発動する。

→ 正しくは3回同一ACKが連続したときに発動する。

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■ 問題6

「高速回復」の特徴として正しいものはどれか。

A. cwndをゼロにする

B. cwndを半分に減らし、輻輳回避に入る

C. すぐにスロースタートへ戻る

D. cwndを倍増させる

【正解】B

【解説】高速回復ではcwndを半減して輻輳回避モードに移行し、完全リセットを避ける。

【穴埋め】高速回復では cwnd を ________ に減らして輻輳回避に入る。

→ 半分

【誤文訂正】高速回復ではcwndをゼロにしてスロースタートに入る。

→ 正しくは半分に減らし輻輳回避に入る。

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■ 問題7

輻輳制御で「AIMD（Additive Increase, Multiplicative Decrease）」とは何か。

A. ウィンドウを加算的に減少し、乗算的に増加する方式

B. ウィンドウを加算的に増加し、乗算的に減少する方式

C. ウィンドウを常に固定値に保つ方式

D. 輻輳制御を無効化する方式

【正解】B

【解説】AIMDは輻輳回避で使われる基本アルゴリズムで、加算的に増加（Additive Increase）し、輻輳時に乗算的に減少（Multiplicative Decrease）する。

【穴埋め】AIMDは加算的増加と ________ 的減少を組み合わせた方式である。

→ 乗算

【誤文訂正】AIMDは加算的減少と乗算的増加の方式である。

→ 正しくは加算的増加と乗算的減少である。

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■ 問題8

輻輳制御で「フェアネス」を高める目的は何か。

A. 全てのTCP接続が均等に帯域を利用できるようにする

B. 最も早い接続だけが帯域を独占できるようにする

C. 輻輳時にUDP優先する

D. スループットを固定する

【正解】A

【解説】フェアネスは、複数のフローが存在しても公平に帯域を配分することを目的とする。

【穴埋め】フェアネスは複数フロー間で ________ に帯域を割り当てる。

→ 公平

【誤文訂正】フェアネスは一部のフローが帯域を独占できるようにする。

→ 正しくは公平に配分する。

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■ 問題9

輻輳制御における「RTO（再送タイムアウト）」の役割は何か。

A. 再送間隔を決めるタイマで、RTO満了時にパケットを再送する

B. スループットを最大化するためのバッファ

C. 輻輳ウィンドウを固定値に保つ機構

D. ウィンドウスケーリングの上限値

【正解】A

【解説】RTOは再送のタイミングを決める重要なパラメータで、損失時の待機時間を制御する。

【穴埋め】RTOはパケット再送の ________ を決めるタイマである。

→ タイミング

【誤文訂正】RTOはウィンドウサイズの最大値を決める機構である。

→ 正しくは再送タイミングを決めるタイマである。

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■ 問題10

輻輳制御を行わない場合に起こり得る現象として正しいものはどれか。

A. 帯域の効率的利用

B. 輻輳崩壊（Congestion Collapse）

C. RTTの短縮

D. フロー間の完全公平

【正解】B

【解説】輻輳制御がないと、過剰送信によってパケットロスと再送が増加し、全体のスループットが著しく低下する「輻輳崩壊」が起きる。

【穴埋め】輻輳制御を行わないと ________ 崩壊が発生する可能性がある。

→ 輻輳

【誤文訂正】輻輳制御を行わないと帯域利用効率が最大化する。

→ 正しくは輻輳崩壊が起こる可能性がある。

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この10問をもとに、

午後Ⅱ形式のシナリオ＋パケットキャプチャ付き応用問題

図解付きPDF化（輻輳制御フロー、スロースタート／輻輳回避のグラフ付き）

にもできます。

もしよければ、次に午後Ⅱ長文・図解付きの輻輳制御問題集として作りますが、進めますか？

わかりました。

では「輻輳制御」をテーマにした ネットワークスペシャリスト試験 午後Ⅱ形式 の

長文シナリオ＋パケットキャプチャ＋正常系／異常系比較＋図解（スロースタート～輻輳回避フロー）付き

問題を作成します。

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午後Ⅱ形式問題：輻輳制御の解析

設問背景（シナリオ）

あなたは企業のネットワーク管理者です。

社内のファイル転送サーバ（TCP 21/FTP）が、一部の拠点から非常に遅くなるという報告を受けました。

調査のためにパケットキャプチャを取得したところ、接続開始からスループットが上がらないケースや、途中で急激に低下するケースが確認されました。

また、TCPの輻輳制御の挙動に不自然な点があり、正常系と異常系でパケットシーケンスやウィンドウの挙動が異なっていました。

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図1：TCP輻輳制御状態遷移（簡易）

[スロースタート]

   cwnd = 1MSS

   ↓（ACKごとに倍増）

cwnd >= ssthresh

   ↓

[輻輳回避]

   cwnd += 1MSS/RTT

   ↓（パケット損失）

[高速再送]

   ↓

[高速回復]

   cwnd = cwnd/2

   ssthresh = cwnd

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表1：パケットキャプチャ（正常系）抜粋

時刻 SEQ ACK フラグ cwnd 備考

0.000 1000 - SYN 1MSS 接続開始

0.050 1001 2001 ACK 1MSS データ送信開始

0.100 2001 3001 ACK 2MSS スロースタート倍増

0.150 3001 4001 ACK 4MSS 同上

0.200 4001 5001 ACK 8MSS ssthresh到達、輻輳回避へ

0.250 5001 6001 ACK 9MSS 線形増加中

0.300 6001 7001 ACK 10MSS 安定通信

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表2：パケットキャプチャ（異常系）抜粋

時刻 SEQ ACK フラグ cwnd 備考

0.000 1000 - SYN 1MSS 接続開始

0.050 1001 2001 ACK 1MSS データ送信開始

0.100 2001 3001 ACK 2MSS スロースタート倍増

0.150 3001 4001 ACK 4MSS 同上

0.200 4001 5001 DUP ACK 4MSS 同一ACK3回発生

0.250 4001 5001 DUP ACK 4MSS 高速再送発動

0.300 5001 6001 ACK 2MSS cwnd半減、高速回復へ

0.350 6001 7001 ACK 3MSS 低速回復中

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設問

設問1

正常系キャプチャで、スロースタートから輻輳回避に移行したタイミングは何秒時点か。

A. 0.100

B. 0.150

C. 0.200

D. 0.250

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設問2

異常系キャプチャにおいて、0.200秒時点で発生した事象は何か。

A. RTOによる再送

B. 3重ACKによる高速再送トリガ

C. ssthresh更新

D. コネクション切断

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設問3

図1において、スロースタートから輻輳回避へ移行する条件として正しいものを答えよ。

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設問4

異常系の0.300秒時点でcwndが2MSSまで減少した理由を説明せよ。

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設問5

輻輳制御のAIMD方式で「加算的増加」とは何を意味するか。

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解答例

設問1：C

→ 0.200秒でcwndが8MSSに到達しssthreshに達したため輻輳回避へ移行。

設問2：B

→ 同一ACK番号が3回連続で観測され、高速再送が発動。

設問3：

→ cwndがssthreshに到達または超えた時。

設問4：

→ 高速回復フェーズに入り、cwndを半減（4MSS→2MSS）した。

設問5：

→ RTTごとにcwndを1MSSずつ増加させる方式。

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このままPDF化すれば図解＋キャプチャ＋正常/異常比較問題としてそのまま試験対策に使えます。

もしご希望なら、この内容をカラー図付きPDFに整形してお渡しできますが、作成しますか？