データ量とネットワーク:学習ガイド

重要なポイント

ネットワークとファイルサイズの問題は、ビットとバイトを数える。サブネットマスクは収容できるホスト数を決め、転送時間は大きさを速度で割ったもので、画像や音声の大きさは 1 サンプルあたりのビット数から決まる。

• IPv4 のプレフィックス /p はホスト部を 32 − p ビット残す。ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスは使えないため、使えるホスト数は 2^(32 − p) − 2 である。
• b ビットを借りてネットワークを分割すると 2ᵇ 個のサブネットになる。
• ファイルの大きさはバイト、回線速度はビット毎秒である。転送時間は 大きさ × 8 ÷ 速度 である。
• 非圧縮画像は 幅 × 高さ × 1 画素のビット数 ÷ 8 バイトである。音声は 標本化周波数 × ビット数 × チャンネル数 × 秒数 ÷ 8 バイトである。

主な式

• hosts = 2^(32 − p) − 2
• subnets = 2^(borrowed bits)
• time = size × 8 ÷ speed
• image bytes = width × height × bits per pixel ÷ 8
• audio bytes = rate × bits × channels × seconds ÷ 8

例題

/26 のネットワークには 2⁶ − 2 = 62 台の使えるホストがある。/24 を /27 に分割すると 3 ビットを借りるので 2³ = 8 個のサブネットになる。250 MB のファイルを 100 Mbps で転送すると 250 × 8 ÷ 100 = 20 s かかる。1920 × 1080、1 画素 24 ビットの画像は 1920 × 1080 × 24 ÷ 8 = 6 220 800 バイト、約 6.22 MB である。44 100 Hz、16 ビットのステレオ音声 1 分は 44 100 × 16 × 2 × 60 ÷ 8 = 10 584 000 バイト、約 10.58 MB である。

よくある間違い

• ホスト数からネットワークアドレスとブロードキャストアドレスを引き忘れること。
• メガバイトをメガビット毎秒で、8 を掛けずに割ること。
• ステレオ音声でチャンネル数を落とし、大きさを半分にしてしまうこと。

練習

このトピックの練習問題で力試しをしましょう:データ量とネットワーク