性能設計（応答時間・スループット）とは？

性能設計（応答時間・スループット）の意味

応答時間は要求を出してから結果が返るまでの時間、ターンアラウンドタイムは依頼から全結果を受け取るまでの時間、スループットは単位時間あたりの処理量。性能要件はこれらを、対象処理・負荷条件・測定位置とともに定義する。

性能設計（応答時間・スループット）の具体例

「ピーク時（毎秒200件）でも検索の応答時間は95パーセンタイルで1秒以内」と条件付きで合意する。

性能設計（応答時間・スループット）は試験でどう引っ掛けられる？

平均値だけの合意は無意味になりやすい。パーセンタイルや最大値を併記するのが実務上の要点。

性能設計（応答時間・スループット）と関連する用語

• キャパシティ管理
• 待ち行列理論（M/M/1）

性能設計（応答時間・スループット）が出た過去問

• TCPヘッダ中のウィンドウサイズの説明として、適切なものはどれか。

  正解：受信側からの確認応答を待たずに、データを続けて送信できるかどうかの判断に使用される。

  要点：ウィンドウサイズは応答待ちなしで送れるデータ量

  TCPのウィンドウサイズは、受信側が確認応答を返さなくても受け取れるデータ量を送信側に通知する値である。送信側はこの値の範囲内であれば確認応答を待たずに連続してセグメントを送れるため、往復遅延の影響を抑えてスループットを高められる。受信側のバッファ空き容量に応じて動的に変化し、フロー制御の役割を果たす。

  出典：平成28年度 秋期 ネットワークスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問12（IPA）

• 複数台のPCで1台のプリンタを共有するシステムがある。このプリンタに対する平均印刷要求回数が毎分1回のとき、このプリンタの平均印刷時間（印刷を要求してから終了す…

  正解：20

  要点：M/M/1の応答時間＝サービス時間÷(1−利用率)

  M/M/1の待ち行列モデルで考える。平均サービス時間は15秒、到着率は毎分1回すなわち60秒に1回なので、利用率は15÷60＝0.25である。応答時間はサービス時間÷(1−利用率)＝15÷0.75＝20秒となる。

  出典：平成29年度 秋期 ネットワークスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問23（IPA）

• ネットワークの制御に関する記述のうち、適切なものはどれか。

  正解：ウィンドウによるフロー制御では、応答確認があったブロック数だけウィンドウをずらすことによって、複数のデータをまとめて送ることができる。

  要点：スライディングウィンドウは応答分だけ窓をずらす

  ウィンドウ制御では、受信側から通知されたウィンドウの範囲内であれば、確認応答を待たずに複数のブロックを続けて送信できる。確認応答が届いた分だけウィンドウの左端をずらして送信可能範囲を進めていくため、スライディングウィンドウと呼ばれる。往復遅延の影響を抑えてスループットを高められる。

  出典：令和1年度 秋期 ネットワークスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問11（IPA）

• プリントシステムには1時間当たり平均6個のファイルのプリント要求がある。1個のプリント要求で送られてくるファイルの大きさは平均7,500バイトである。プリントシ…

  正解：200

  要点：M/M/1の平均応答時間はサービス時間÷(1−利用率)

  平均サービス時間は7,500バイト÷50バイト／秒＝150秒である。到着率は1時間に6個なので1秒当たり6÷3,600＝1／600、利用率ρ＝150÷600＝0.25となる。M/M/1では待ち時間を含む平均応答時間はサービス時間÷（1−ρ）で求まるので、150÷0.75＝200秒である。

  出典：令和3年度 春期 ネットワークスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問23（IPA）