令和3年度 春期 ネットワークスペシャリスト試験 午後Ⅰ 問題 問1 インターネットを利用したL2トンネルとLLDPによる構成管理の自動化

• 在庫管理端末はDHCPクライアントであるため、IPアドレスなどのネットワーク設定はDHCPを利用して自動的に取得します。
• ネットワーク内で名前解決（ドメイン名からIPアドレスへの変換など）に用いるサーバはDNSサーバです。
• DHCPは、クライアントに自身のIPアドレスやサブネットマスクを割り当てる際、同時にデフォルトゲートウェイやDNSサーバのIPアドレスなどのオプション情報も通知する機能を持っています。
• したがって、図1の構成において名前解決に用いるサーバのIPアドレスを端末に通知する役割を担うのは、DHCPサーバとなります。

高得点のポイント

• ネットワークの設定を自動で割り当てるプロトコルがDHCPであることを理解していること。
• 問題の指示通り、「図1中の機器名」である「DHCPサーバ」を正確に抜き出して解答すること。

• 在庫管理システムで利用するネットワークは 192.168.1.0/24 であり、ホストに割り当て可能なIPアドレスの総数は $256 - 2 = 254$ 個です（ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスを除く）。
• 本社においてIPアドレスが必要な機器は以下の通りです。
  1. 在庫管理サーバ（1台）
  2. DHCPサーバ（1台）
  3. DNSサーバ（1台）
  4. L2SW（1台: SNMP監視の対象となるためIPアドレスを持つ）
  5. 在庫管理端末（2台）
  • 本社での合計消費IPアドレス数は 6個 です。
• したがって、店舗側に割り当て可能なIPアドレスの残数は $254 - 6 = 248$ 個となります。
• 1店舗あたりに必要なIPアドレスは以下の通りです。
  1. L2SW（1台）
  2. 在庫管理端末（2台）
  • 1店舗あたりの消費IPアドレス数は 3個 です。
• 残りのIPアドレスで設置可能な店舗の最大数は、$248 \div 3 = 82.66...$ となります。
• したがって、計算上の店舗の最大数は 82 となります。

各選択肢の解説

本設問は数値解答のため、選択肢はありません。

• レイヤ2スイッチ（L2SW）は、受信したフレームの送信元MACアドレスを自身のMACアドレステーブルに学習し、宛先MACアドレスを元に転送先ポートを決定します。
• 今回、在庫管理サーバから監視対象機器へ送信されるICMP Echo requestはユニキャスト通信であり、宛先には監視対象機器のMACアドレスが指定されています。
• しかし、本社のL2SWのMACアドレステーブルには何も学習されていない状態です。
• L2SWは、宛先MACアドレスがテーブルに登録されていない（Unknownユニキャスト）場合、フラッディングと呼ばれる動作を行います。
• フラッディングとは、受信したフレームを入力ポート以外の全てのポートへ転送する処理のことです。

高得点のポイント

• L2SWのMACアドレステーブルに宛先情報がない場合の挙動（フラッディング）を理解していること。
• フレームが「入力ポート以外の」「全てのポートに転送される」という2つの要素を組み合わせて論理的に記述すること。
• 指定された30字以内の文字数制限を遵守すること。

• RT管理コントローラはインターネット上に配置されており、C社によって管理されています（図2、図3参照）。
• もしRTに設定するRT管理コントローラの接続先をIPアドレスで直接記述していた場合、C社の都合でサーバ移転やネットワーク構成変更などによりIPアドレスが変更されると、全国の店舗に設置されたすべてのRTで設定変更作業が必要になってしまいます。
• 一方、接続先をFQDN（controller.isp-c.net など）で記述しておけば、IPアドレスの変更が生じてもDNSサーバ側でAレコードを更新するだけで済みます。
• したがって、RT管理コントローラのIPアドレスが変更された場合でも、RT側の設定変更が不要になるという運用上の大きな利点があります。

高得点のポイント

• FQDN（ドメイン名）を利用することで、IPアドレスの変更にDNSの更新のみで対応できる仕組みを理解していること。
• コントローラ側のIPアドレス変更という事象と、RT側の設定変更が不要になるという結果を因果関係として明確に記述すること。
• 指定された50字以内の文字数制限を遵守すること。

• 下線①では、「REST APIを利用してRTのシリアル番号とEPのIPアドレスを送信する」と記述されています。
• REST (Representational State Transfer) アーキテクチャスタイルに基づくAPIは、一般的にWeb技術を利用して実装されます。
• OSI基本参照モデルのアプリケーション層に属するプロトコルの中で、Web技術においてクライアントとサーバ間のデータ送受信を担うのは HTTP (Hypertext Transfer Protocol) またはその暗号化通信版である HTTPS です。

高得点のポイント

• REST APIの通信基盤として利用されるアプリケーション層プロトコルがHTTP/HTTPSであることを理解していること。
• 問われているプロトコル名を過不足なく明確に記述すること。

• traceroute コマンドは、パケットのTTL（生存時間）を1ずつ増やしながら送信し、経路上でTTL切れを返答してきたルータ（レイヤ3機器）のIPアドレスを順に表示することで、宛先までの経路を調査するコマンドです。最終的には宛先機器自身からの応答が表示されます。
• 店舗の在庫管理端末から運用管理サーバまでの通信経路（図3）を確認します。
  1. 店舗の在庫管理端末から店舗L2SW01を経由して、RT01のBP（ブリッジポート）に入ります。
  2. RT01のBPと本社RT00のBP間は、ISP-Cをまたぐ「L2 over IPトンネル」で接続されています。
  3. トンネルを抜けたパケットは、本社L2SW00を経由して、運用管理サーバのBP側接続インターフェースに到達します。
• この経路上の機器（L2SW01、L2 over IPトンネル、L2SW00）はすべてレイヤ2の転送を行うため、ルーティング（レイヤ3の処理）は行われず、パケットのTTLは減算されません。
• したがって、店舗の在庫管理端末から運用管理サーバまでは同一のサブネット（同一ブロードキャストドメイン）として直接通信が行われます。
• 途中にルータが存在しないため、tracerouteの結果として表示されるのは最終的な宛先である 運用管理サーバ のIPアドレスのみとなります。

高得点のポイント

• L2 over IPトンネルやL2SWを通る通信ではルーティングが行われず、TTLが減算されないことを理解していること。
• 同一セグメント内の通信となるため、表示されるのは宛先のみであることを導出し、図中の正しい機器名である「運用管理サーバ」を抜き出すこと。

• 店舗のWi-Fi APは、店舗RT（RT01）の RP（ルーティングポート） に接続されています（図3参照）。
• ログを受信するサーバを本社に設置する場合、本社のどこに設置するかで2通りの経路が考えられます。
• 1つ目は本社のBP側（L2SW00など）に設置する場合ですが、Bさんが調査したRTの仕様において「RPに接続した機器とBPに接続した機器との間の通信はできない」と明記されており、店舗のRP配下からBP配下へは通信できません。
• 2つ目は本社のRP側（運用管理サーバなどと同様にRT00のRP配下）に設置する場合ですが、同じく仕様により「インターネットからRPに接続した機器へのアクセスはできない」ため、店舗からインターネット経由でアクセスすることができません。
• どちらにしても届かないため、店舗から本社へはBP経由（L2 over IPトンネル）でしか到達できないという結論になります。
• したがって、ログを受信するサーバを本社に設置することはネットワーク設計上不可能です。

高得点のポイント

• RTの仕様において、RP（インターネット通信用）とBP（閉域網用）間の通信が遮断されていること、またはインターネットからRP配下へアクセスできないことを理解していること。
• 店舗から本社へのアクセスがBP経由に限られるという理由を論理的に記述すること。
• 指定された30字以内の文字数制限を遵守すること。

• 空欄aは、LLDP (Link Layer Discovery Protocol) がOSI基本参照モデルの第何層プロトコルであるかを問う問題です。
• LLDPは、同一の物理リンク（LANケーブルなど）で直接接続された隣接機器同士で、自身の機器情報やポート情報を定期的に交換するためのプロトコルです。
• この通信は、IPアドレスを使わずにMACアドレスなどを直接用いて行われるため、データリンク層（第2層）で動作します。
• したがって、空欄aには「2」が入ります。

各選択肢の解説

本設問は数値解答のため、選択肢はありません。

• 【空欄b】運用管理サーバは、「L2SWと在庫管理端末から（空欄b）によってLLDP-MIBを取得して」とあります。ネットワーク機器からMIB（Management Information Base）情報を取得するために一般的に用いられる標準プロトコルは SNMP (Simple Network Management Protocol) です。
• 【空欄c】運用管理サーバは、「（空欄c）が収集したRTのLLDP-MIBの情報をREST APIを使って取得して」とあります。図3や本文の調査内容「RT管理コントローラは、EPに付与されたIPアドレスに対し、pingによる死活監視及びSNMPによるMIBの取得を行う」という記述から、RTのMIBを収集している機器は RT管理コントローラ であることがわかります。

高得点のポイント

• MIB情報の収集に用いられるプロトコルがSNMPであることを理解し、正しく抜き出すこと。
• 本文中の記述からRTのMIBを収集している主体を読み取り、「RT管理コントローラ」を正確に抜き出すこと。

• 情報システム部は、新規店舗の開設にあたり、機器一式と「構成図」「手順書」「ケーブル」を店舗に送付し、店舗の店員がそれに従って各機器を接続します。
• 作業完了の連絡を受けた後、情報システム部はLLDPを用いて収集された「ポート接続リスト」を確認します。
• 機器に初期不良や故障がない前提において、この確認作業の目的は、店員が行った物理的なケーブル接続が正しく行われているか、つまり事前の設計図（構成図）と実際の接続状態が一致しているかをチェックすることです。
• したがって、「各機器の接続構成が構成図どおりであること」などを確認することになります。

高得点のポイント

• LLDPを用いて作成されるポート接続リストが、物理的な接続状態を可視化するものであると理解していること。
• 確認の目的が「接続されていること」ではなく、「想定された構成図通りになっていること」の検証であることを論理的に記述すること。
• 指定された25字以内の文字数制限を遵守すること。

• 表1の元の状態では、L2SW01のIF2（行番号3）と在庫管理端末011のIF1（行番号5）が直接接続されており、互いを隣接機器として認識しています。
• ここに、情報システム部の管理外である「L2SW-X」が割り込んで接続された場合を考えます（構成：L2SW01(IF2) - L2SW-X - 在庫管理端末011(IF1)）。
• 管理外のL2SW-Xは運用管理サーバのIPアドレス管理対象外であるため、サーバからSNMPでL2SW-Xへ問い合わせてMIBを取得することはできません。したがって、表1の「自機器名」としてL2SW-Xが記載される行が新規に作られることはありません（オ は誤り）。
• 一方、L2SW-XはLLDPが有効であるため、隣接するL2SW01および在庫管理端末011に対してLLDPフレームを送信します。
• これを受信したL2SW01（IF2）は、隣接機器が「在庫管理端末011」から「L2SW-X」に変わったと認識します。したがって、行番号3の隣接機器名は更新（変更）されます（イ が正しく、ア は誤り）。
• 同様に、LLDPを受信した在庫管理端末011（IF1）も、隣接機器が「L2SW01」から「L2SW-X」に変わったと認識します。したがって、行番号5の隣接機器名も更新（変更）されます（エ が正しく、ウ は誤り）。
• この結果、行番号3や5のように「隣接機器名」の列に「L2SW-X」と記載される行が存在することになります（カ が正しい）。
• 以上より、適切なものは イ、エ、カ となります。

各選択肢の解説

• ア: 隣接機器が別の機器（L2SW-X）に置き換わるだけで接続自体は存在するため、行は削除されません。
• イ（正解）: L2SW01のIF2の隣接機器が、在庫管理端末011からL2SW-Xに変わるため、隣接機器名が変更されます。
• ウ: 隣接機器が置き換わるだけでリンク自体は存在するため、行は削除されません。
• エ（正解）: 在庫管理端末011のIF1の隣接機器が、L2SW01からL2SW-Xに変わるため、隣接機器名が変更されます。
• オ: 運用管理サーバはL2SW-Xから情報を取得できないため、「自機器名」としてL2SW-Xが登場する行は作成されません。
• カ（正解）: L2SW01や在庫管理端末011がL2SW-XからLLDPを受信して保持するため、隣接機器名としてL2SW-Xが記載される行が存在します。