共通テスト情報Ⅰ・5-4

パケット通信と誤り検出の一問一答

共通テスト「情報Ⅰ」の「ネットワークとデータの活用」から、パケット通信と誤り検出に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。

問15-4・基礎

回線交換方式の特徴として、最も適切なものはどれか。

①データを小さく分けて、他の通信と回線を共用する
②分けたデータごとに、宛先を書いたヘッダを付けて送る
③通信している間は、相手との通り道を専有して使う
④混雑すると、分けたデータが途中で順番待ちになる

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正解 ③通信している間は、相手との通り道を専有して使う

解説
正解は「通信している間は、相手との通り道を専有して使う」。昔からの固定電話の網（PSTN）がこの方式である。

なぜ
回線交換方式は、通信のたびに送る側と受ける側の間の経路を決め、通信が終わるまでその経路を専有する。他の通信と分け合わないので、途中で順番待ちになることはない。その代わり、何も送っていない間も回線をほかの通信に使えず、回線を使う効率は低い。固定電話の料金が距離と時間で決まる形だったのも、このためである。

ひっかけ注意

・「データを小さく分けて、他の通信と回線を共用する」…パケット交換方式の特徴。回線を専有しないため、1本の回線を多くの通信で分け合える。
・「分けたデータごとに、宛先を書いたヘッダを付けて送る」…パケット交換方式の特徴。ルータは各パケットのヘッダにある宛先IPアドレスを見て、1つずつ送り先を決める。
・「混雑すると、分けたデータが途中で順番待ちになる」…パケット交換方式で起こること。通信量が増えると待ち時間が延び、遅れたり速度が落ちたりする場合がある。

問25-4・標準

IPのパケットのヘッダに入っている情報として、正しいものはどれか。

①宛先のドメイン名
②宛先のメールアドレス
③宛先のポート番号
④宛先のIPアドレス

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正解 ④宛先のIPアドレス

解説
正解は「宛先のIPアドレス」。送信元のIPアドレスも入っている。

なぜ
ルータは、IPのヘッダにある宛先のIPアドレスを見て、次にどこへ送るかを決める。IPv4のヘッダは最低20バイトで、このほかに、ヘッダの誤りを調べるための値（ヘッダチェックサム）や、ルータを1つ通るたびに少なくとも1減らす生存時間（TTL）などが入っている。TTLが0になったパケットは捨てられるので、パケットが網の中を回り続けることはない。

ひっかけ注意

・「宛先のドメイン名」…ドメイン名は送る前にDNSでIPアドレスに直しておく。IPのヘッダに入るのは番号（IPv4なら32ビット）だけで、名前は入らない。
・「宛先のメールアドレス」…メールのヘッダ（To欄など）に書く情報で、アプリケーション層のデータの中に入る。そのため、IPのヘッダだけを見るルータは使わない。
・「宛先のポート番号」…TCPやUDPのヘッダ（トランスポート層）に入る情報。届いたコンピュータの中で、どのアプリケーションに渡すかを区別するために使う。

問35-4・基礎

次の表の7ビットのデータア〜エのそれぞれの末尾に、偶数パリティのパリティビットを1ビット付け加える（偶数パリティ：パリティビットを含めた全体の1の個数が偶数になるように決める方式）。

データ	7ビット
ア	1101000
イ	1011001
ウ	0110110
エ	1111000

パリティビットが1になるものはどれか。

①ア
②イ
③ウ
④エ

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正解 ①ア

解説
正解は「ア」。アの1101000は1の個数が3個（奇数）なので、パリティビットを1にして全体を4個（偶数）にする。

手順
①表のそれぞれのデータの1の個数を数える。
②アの1101000は3個、イの1011001は4個、ウの0110110は4個、エの1111000は4個。
③既に偶数ならパリティビットは0、奇数なら1にする。1になるのはアだけ。

ひっかけ注意

・「イ」…1011001は1が4個で偶数なので、パリティビットは0。奇数パリティなら、逆に1を付ける。
・「ウ」…0110110は1が4個で偶数なので、パリティビットは0。付けた後の8ビットでも1は4個のまま。
・「エ」…1111000は1が4個で偶数なので、パリティビットは0。1の位置は関係なく、個数だけで決まる。

問45-4・基礎

奇数パリティ（パリティビットを含めた8ビットの中の1の個数が奇数になるようにする方式）で送られたデータを、次の表のように4回受信した。

受信した順	受信した8ビット
1回目	10110101
2回目	11100010
3回目	01101101
4回目	00111011

誤りがあると判断できるものはどれか。

①1回目のデータ
②2回目のデータ
③3回目のデータ
④4回目のデータ

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正解 ②2回目のデータ

解説
正解は「2回目のデータ」。2回目の11100010は1の個数が4個（偶数）で、奇数になっていない。

手順
①表の受信した8ビットの1の個数を数える。
②1回目の10110101は5個、2回目の11100010は4個、3回目の01101101は5個、4回目の00111011は5個。
③奇数パリティでは奇数になるはずなので、偶数の2回目に誤りがあると分かる。ただし、どのビットが誤ったかまでは分からない。

ひっかけ注意

・「1回目のデータ」…10110101は1が5個で奇数なので、奇数パリティの決まりどおり。このデータからは誤りは見つからない。
・「3回目のデータ」…01101101は1が5個で奇数なので、決まりどおり。2ビットが同時に反転していても奇数のままなので、正しいとは言い切れない。
・「4回目のデータ」…00111011は1が5個で奇数なので、決まりどおり。奇数パリティでは、偶数になったものだけを誤りと判断する。

問55-4・標準

偶数パリティ（パリティビットを含めた8ビットの中の1の個数を偶数にする方式）で、図の「送信」の8ビット（右端がパリティビット）を送った。ア〜エは、途中でビットが反転して届いた例で、色を付けたビットが反転している。受信側で1の個数を調べたとき、誤りがあっても見つけることができないのはどれか。

自作の図

①ア（1ビットだけが反転した場合）
②ウ（3ビットが同時に反転した場合）
③イ（2ビットが同時に反転した場合）
④エ（パリティビットだけが反転した場合）

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正解 ③イ（2ビットが同時に反転した場合）

解説
正解は「イ（2ビットが同時に反転した場合）」。イは1の個数が6個で偶数のままなので、受信側は誤りに気づけない。

なぜ
1ビット反転する（0と1が入れ替わる）と、1の個数は1つ増えるか減る。2ビット反転すると、個数の変化は＋2、0、−2のどれかになる。どれも偶数・奇数が変わらないので、パリティでは気づけない。一般に、反転したビットの数が偶数だと見つけられない。図の送信の8ビット 10110100 は1が4個で、イの 11111100 は1が6個になっている。

ひっかけ注意

・「ア（1ビットだけが反転した場合）」…11110100 は1が5個（奇数）で、偶数パリティの決まりに合わないので見つけられる。
・「ウ（3ビットが同時に反転した場合）」…01010100 は1が3個（奇数）。反転の数が奇数なので、1の個数の偶奇が変わり、見つけられる。
・「エ（パリティビットだけが反転した場合）」…10110101 は1が5個（奇数）。パリティビットも1の個数に数えるので、1ビットの反転と同じく見つけられる。

問65-4・標準

誤り検出の方式のうち、CRC（巡回冗長検査）の考え方を説明したものとして、最も適切なものはどれか。

①1の個数が偶数か奇数かにそろうよう、1ビットを足して送る
②データを数の並びとみて足し合わせた値を、一緒に付けて送る
③番号の各桁に重みを掛けて足した値で、末尾の1桁を決める
④データのビット列を決めた2進数で割り、余りを付けて送る

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正解 ④データのビット列を決めた2進数で割り、余りを付けて送る

解説
正解は「データのビット列を決めた2進数で割り、余りを付けて送る」。CRCは、送る側と受ける側で割る数（生成多項式という）を決めておき、割り算の余りを検査用の値として使う方式である。

なぜ
CRCの割り算は、ふつうの割り算と違い、桁上がりや桁借りをせず、排他的論理和（XOR）で引き算をしていく。受信側も同じ割り算をして余りを比べ、合わなければ誤りがあると分かる。余りを r ビットにすると、長さが r ビット以下のひと続きの誤り（バースト誤り）はすべて見つけられる。そのため、雑音で何ビットもまとめて誤るような場合に強い。ただし、誤りを見つけるだけで、直すことはできない。

ひっかけ注意

・「1の個数が偶数か奇数かにそろうよう、1ビットを足して送る」…パリティチェック。1ビット付けるだけで簡単だが、2ビットなど偶数個のビットが同時に反転すると見つけられない。
・「データを数の並びとみて足し合わせた値を、一緒に付けて送る」…チェックサム。合計を割った余りを使う場合もあるが、割るのは合計の値。足し算なので、データの順番が入れ替わると見逃す。
・「番号の各桁に重みを掛けて足した値で、末尾の1桁を決める」…チェックディジット（検査用の数字）。商品のJANコード（13桁）では、左から1と3の重みを交互に掛けて足した合計が10の倍数になるよう末尾の1桁を決め、読み取りや入力の誤りを見つける。2進数で割るCRCとは別の方式。

問75-4・標準

次の表の4つのデータを送る。

データ	1つ目	2つ目	3つ目	4つ目
値	120	45	200	90

この問題では、4つのデータの合計を256で割った余りをチェックサムとして一緒に送るとする。チェックサムはいくつか。

①199
②455
③1
④256

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正解 ①199

解説
正解は「199」。

手順
①表の4つの値の合計を求める：120＋45＋200＋90＝455。
②455を256で割る：455÷256＝1あまり199。
③余りの199がチェックサム。受信側も同じ計算をして、送られてきた199と比べる。違えば誤りがあると分かる。

ひっかけ注意

・「455」…合計のままで、256で割っていない。この問題では、合計を256で割った余りを使うと決めている。
・「1」…455÷256の商（1）。求めるのは商ではなく、割った余りの199。
・「256」…割る数そのもの。256で割った余りは0〜255のどれかなので、256にはならない。

問85-4・標準

データはどれも1以上255以下の整数とし、すべてのデータの合計を256で割った余りをチェックサムとして一緒に送る。例えば、次の表のデータを送るとき、合計は455なので、チェックサムは199になる。

データ	1つ目	2つ目	3つ目	4つ目	チェックサム
値	120	45	200	90	199

受信側が同じ計算をして比べるとき、見逃してしまう誤りはどれか。

①1つのデータの値が1だけ増えた場合
②2つのデータの順番が入れ替わった場合
③1つのデータが送る途中で抜け落ちた場合
④1つのデータの値が2倍になった場合

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正解 ②2つのデータの順番が入れ替わった場合

解説
正解は「2つのデータの順番が入れ替わった場合」。

なぜ
足し算は順番を変えても答えが同じ。表の例でも、45と200を入れ替えて120, 200, 45, 90 と届くと、合計は455のままで、チェックサムも199で一致する。だから、順番が入れ替わっても合計は変わらず、チェックサムも一致してしまう。

ひっかけ注意

・「1つのデータの値が1だけ増えた場合」…合計が1変わるので、余りも変わり見つけられる。
・「1つのデータが送る途中で抜け落ちた場合」…抜けた値（1〜255）の分だけ合計が減り、余りが変わるので見つけられる。
・「1つのデータの値が2倍になった場合」…元の値（1〜255）の分だけ合計が増え、余りが変わるので見つけられる。

問95-4・基礎

データをパケットに分けて送るパケット交換方式の利点として、最も適切なものはどれか。

①通信している間、回線を1つの通信だけで専有して使える
②混雑していても、必ず決まった速さで通信できる
③1本の回線を、多くの通信で同時に分け合って使える
④パケットに分けると、データが自動で暗号化される

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正解 ③1本の回線を、多くの通信で同時に分け合って使える

解説
正解は「1本の回線を、多くの通信で同時に分け合って使える」。

なぜ
データを小さなパケットに分けると、いろいろな通信のパケットを交互に流せる。そのため、回線を1つの通信で専有せず、効率よく使える。

ひっかけ注意

・「通信している間、回線を1つの通信だけで専有して使える」…回線交換方式の特徴。専有するため、何も送っていない間も回線がほかに使えない。
・「混雑していても、必ず決まった速さで通信できる」…混雑するとパケットが順番待ちになり、遅れたり速さが落ちたりする場合がある。
・「パケットに分けると、データが自動で暗号化される」…分けるだけでは中身は読めるままなので、暗号化には TLS などの暗号化のためのプロトコルを使う。

問105-4・標準

1,200,000バイトのデータを、図のように、1つのパケットにデータ部分を1000バイトずつ入れて送る。この問題では、各パケットに40バイトのヘッダが付くとする。ヘッダも含めて、送るバイト数は全部で何バイトか。

自作の模式図

①1,200,040バイト
②1,240,000バイト
③48,000バイト
④1,248,000バイト

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正解 ④1,248,000バイト

解説
正解は「1,248,000バイト」。

手順
①図の1つのパケットにはデータが1000バイト入るので、パケットの数：1,200,000÷1000＝1200個。
②ヘッダの合計：40バイト×1200個＝48,000バイト。
③全体：1,200,000＋48,000＝1,248,000バイト。

ひっかけ注意

・「1,200,040バイト」…ヘッダ40バイトを1回分しか足していない。ヘッダはパケットごとに付くので、1200個分で48,000バイトになる。
・「1,240,000バイト」…パケットの数を1000個と数え違え、ヘッダを40×1000＝40,000バイトとした値。正しくは1,200,000÷1000＝1200個。
・「48,000バイト」…ヘッダの合計（40×1200）だけの値。データ部分の1,200,000バイトを足すと1,248,000バイトになる。

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※本ページの問題・解説は、生成AI（人工知能）を活用して作成しています。