応用情報技術者 2010年 秋期 午後 問05
ネットワーク障害の原因と対策に関する次の記述を読んで、設問1~3に答えよ。
M社は、プロジェクトルームに無線LANを導入することにした。また、老朽化が進んでいた機器の交換も同時に実施した。
この際、事務室のPCから利用しているグループウェアを、プロジェクトルームからも無線LAN経由で利用できるようにした。このグループウェアは、M社の関連会社が開発したもので、通信には、独自に割り当てたTCPポートを使用している。グループウェアサーバは関連会社に設置してあり、運用も関連会社が行っている。グループウェアの通信には、ファイアウォール(以下、FWという)のVPN機能を使用している。
〔ネットワーク構成〕
図1にネットワーク構成を示す。プロジェクトルームで使用するクライアントPCには、無線LAN機能搭載のノートPCを導入する。図1に示すように、現状のLANに無線LANアクセスポイント(以下、APという)を接続することによって、無線LANを設置する。
〔無線LAN〕
無線LANは、理論上の伝送速度が最高aMビット/秒になるIEEE 802.11gを採用した。同じ周波数帯の規格にbがあるが、伝送速度が不十分であった。また、理論上の伝送速度が同じ規格にcもあるが、関連会社で導入実績のあるIEEE 802.11gを選択した。
IEEE 802.11gでは、2.4GHz帯に中心周波数を5MHz刻みにして、13個の無線チャネルを割り当てている。図2に各チャネルが使用する周波数帯域の割当てを示す。1個のチャネルの周波数幅は22MHzであり、互いに干渉しない独立した周波数帯域で利用できるチャネルは最大3個である。そのチャネルの組合せには“1、6、11”、“2、7、12”、“3、8、13”などがある。プロジェクトルームのAP1~AP3には、電波干渉が発生しないようにそれぞれ異なるチャネルを設定する。

〔グループウェアサーバの接続不良〕
機器の交換を終了した直後から、事務室のPCからグループウェアサーバへの接続ができなくなった。
事務室のPCからの関連会社のWebサイトの閲覧、関連会社からのM社のWebサイトの閲覧、事務室のPCと関連会社との間のメール送受信は可能であった。グループウェアサーバのホスト名を指定して、事務室のPCからpingコマンドを実行した結果も正常だった。また、関連会社では、グループウェアへの接続は問題なく、利用できていた。
原因は、交換した機器の①設定ミスと分かり、設定を修正した。
〔無線LANの伝送速度低下〕
無線LANの運用を開始したところ、ノートPCの使用中に時々データ転送が遅くなるという障害が発生した。
すべてのノートPCについて、APとの接続のための設定、電波強度を調査したが、問題は見当たらなかった。
次に、周辺で稼働中のAPの情報を収集する装置を使用して、プロジェクトルーム内を調査したところ、窓側のエリアで、②電波干渉の原因と考えられるM社外のAPを1台検出した。
調査の結果、電波干渉はこの“M社外のAP”とAP1との間で発生していることが判明した。
さらに、電波干渉が発生するチャネルを調査するために、AP2及びAP3の電源をオフにして、AP1のチャネルを1~13まで順番に変更し、電波干渉の有無を調べた。チャネルが1~6のときには電波干渉は発生しなかったが、チャネルが7~13のときには電波干渉が発生した。
AP2とAP3についても同様の調査を行ったところ、いずれのチャネルを設定しても電波干渉は発生しなかった。
調査結果から原因を究明して、③APのチャネル設定を変更した。
グループウェアサーバの接続不良と無線LANの伝送速度低下の対策後、M社のネットワークは順調に稼働した。
設問1:
問題文を見る無線LANの規格について、本文中のa〜cに入れる適切な字句を解答群の中から選び、記号で答えよ。
aに関する解答群
ア:54
イ:64
ウ:72
エ:92
オ:128
b、cに関する解答群
ア:IEEE 802.11a
イ:IEEE 802.11b
ウ:IEEE 802.11n
エ:IEEE 802.15.1
オ:IEEE 802.15.3a
模範解答
a:ア
b:イ
c:ア
解説
解答の論理構成
- 伝送速度の比較
- 【問題文】には「無線LANは、理論上の伝送速度が最高aMビット/秒になるIEEE 802.11gを採用した」とあります。
- IEEE 802.11gの理論最高速度は 「54」Mビット/秒であるため、a = 「54」と判断できます。
- 同じ周波数帯(2.4 GHz)の規格
- 【問題文】には「同じ周波数帯の規格にbがあるが、伝送速度が不十分であった」とあります。
- 2.4 GHz帯でgより前に普及した規格はIEEE 802.11b(最大11 Mbps)だけです。従って b = 「IEEE802.11b」となります。
- 理論上の伝送速度が同じ規格
- 【問題文】には「理論上の伝送速度が同じ規格にcもあるが」とあります。
- gと同じ54 Mbpsを持つ規格はIEEE 802.11aです(周波数帯は5 GHz)。したがって c = 「IEEE802.11a」と決定できます。
- よって解答は
- a:ア(54)
- b:イ(IEEE802.11b)
- c:ア(IEEE802.11a)
誤りやすいポイント
- IEEE 802.11aは5 GHz帯なので「同じ周波数帯ではない」と混同し、c をIEEE 802.11nと誤答するケース。
- 11bと11gの速度差を正確に覚えておらず、「理論上の伝送速度が不十分」というヒントを読み飛ばすミス。
- 11gの54 Mbpsを55 Mbpsや64 Mbpsなど曖昧に記憶している失点パターン。
FAQ
Q: IEEE 802.11gとIEEE 802.11bの最も大きな違いは何ですか?
A: 最大伝送速度です。11bは11 Mbps、11gは54 Mbpsと約5倍高速です。両者とも2.4 GHz帯を使用します。
A: 最大伝送速度です。11bは11 Mbps、11gは54 Mbpsと約5倍高速です。両者とも2.4 GHz帯を使用します。
Q: IEEE 802.11aとIEEE 802.11gは速度が同じなのに、なぜ11gを選択したのですか?
A: 【問題文】に「関連会社で導入実績のあるIEEE 802.11gを選択した」とあるとおり、実績と2.4 GHz帯での運用経験が理由です。
A: 【問題文】に「関連会社で導入実績のあるIEEE 802.11gを選択した」とあるとおり、実績と2.4 GHz帯での運用経験が理由です。
Q: IEEE 802.11nが選択肢にあるのに採用しなかったのはなぜですか?
A: 本文が作成された当時、11nは標準化直後で機器価格や互換性が不透明でした。問題文でも「理論上の伝送速度が同じ規格」に該当しないため候補外です。
A: 本文が作成された当時、11nは標準化直後で機器価格や互換性が不透明でした。問題文でも「理論上の伝送速度が同じ規格」に該当しないため候補外です。
関連キーワード: IEEE 802.11g, IEEE 802.11b, IEEE 802.11a, 2.4 GHz帯、伝送速度
設問2:〔グループウェアサーバの接続不良〕について、(1)、(2)に答えよ。
問題文を見る模範解答
FW A
解説
解答の導き方
解答:FW A
-
まず問題文から事実を整理します。交換作業後に問題が発生したことは「機器の交換を終了した直後から、事務室のPCからグループウェアサーバへの接続ができなくなった。」とあり、原因は交換した機器の設定ミスであるとしています。したがって、選択肢は図1中の網掛けされた「交換した機器」のいずれかになります。
-
次に、グループウェアの通信経路に注目します。問題文は「グループウェアの通信には、ファイアウォール(以下、FWという)のVPN機能を使用している。」と明示しており、グループウェアの通信はFWのVPN(およびFWのアクセス制御)を経由することが分かります。つまり、VPN終端やファイアウォールのフィルタ設定に不備があれば、グループウェア通信だけが影響を受けます。
-
障害の範囲を絞ります。問題文は「事務室のPCからの関連会社のWebサイトの閲覧、関連会社からのM社のWebサイトの閲覧、事務室のPCと関連会社との間のメール送受信は可能であった。」と述べています。これはTCP/UDPの一般的な通信(HTTPやメール)は通る一方で、グループウェア特有の通信だけができないことを意味します。さらに「グループウェアサーバのホスト名を指定して、事務室のPCからpingコマンドを実行した結果も正常だった。」とあり、ICMPや名前解決レベルでは到達可能です。また「関連会社では、グループウェアへの接続は問題なく、利用できていた。」ともあるため、サーバ側の稼働や関連会社側の一般的な運用は正常です。
-
上記を統合すると、問題は「グループウェア固有の通信(独自のTCPポート)を、FWのVPN機能経由で通す箇所」にあると考えられます。図1中でその機能を担う機器はM社側のファイアウォールであり、網掛けされた候補の中から選ぶべきはFW Aです。FW Aの設定ミス(例:VPNトンネル設定の不備、アクセス制御で独自TCPポートを通過させていない、NAT/PATの誤設定など)があれば、他の一般的なインターネット通信は通るがグループウェアだけ遮断される、という現象と矛盾しません。
-
他候補の除外理由(簡潔に)
- DHCPサーバA:誤設定であれば事務室PC全体のIP取得や外向き通信が影響を受けるはずだが、閲覧・メールは可能であったため矛盾します。
- プロキシ/DMZの各サーバ:これらが原因であればWeb閲覧等に影響が出るはずで、今回の症状とは合致しません。
- 関連会社側(FW B/グループウェアサーバ):関連会社側ではグループウェアが正常に利用できており、また障害は「交換直後にM社側で発生」している点から、最も疑うべきはM社側のFW(FW A)です。したがって図1中の網掛けされた機器から選ぶとFW Aが妥当です。
誤りやすいポイント
- 「pingが通る=問題なし」と判断する誤り。ICMPとTCP/特定ポートは別経路や別ルールで扱われるため、ping可=全通信可 ではありません。
- 「Webやメールが通っているからFWは関係ない」と考える誤り。VPN経由の特定アプリ通信のみがFWのVPN設定やアクセスルールに依存するケースがあります。
- 図の網掛け表示だけで原因機器を決めつける誤り。網掛けは交換対象を示すが、機能(VPN終端やポートフィルタ)と症状の整合性を必ず確認する必要があります。
- DHCP/プロキシなど、別機器の誤設定であると早合点する誤り。症状の範囲(局所的か全体的か)で切り分けることが重要です。
FAQ
Q: pingが通るのにグループウェアに接続できないのはなぜですか?
A: pingはICMPを使うため、ファイアウォールでICMPを通す設定になっていれば応答します。一方でグループウェアは「独自に割り当てたTCPポート」を使い、さらに「ファイアウォールのVPN機能」を経由するため、VPNトンネルの不備やファイアウォールのアクセスルールで当該TCPポートが遮断されていれば接続できません。ICMPの可否だけで判断しないことが大切です。
A: pingはICMPを使うため、ファイアウォールでICMPを通す設定になっていれば応答します。一方でグループウェアは「独自に割り当てたTCPポート」を使い、さらに「ファイアウォールのVPN機能」を経由するため、VPNトンネルの不備やファイアウォールのアクセスルールで当該TCPポートが遮断されていれば接続できません。ICMPの可否だけで判断しないことが大切です。
Q: FW AとFW Bのどちらが原因か確定するにはどうすればよいですか?
A: 双方のファイアウォールでVPNトンネルの確立状況(SAやセッション状態)、ログ(VPNエラーやドロップログ)、アクセス制御ルール(当該TCPポートの通過可否)を確認します。M社側でパケットキャプチャを取り、当該TCPパケットがFW Aを出ていくか/FW A内で破棄されているかを確認することが確実です。相手側にも同様のログ確認を依頼して突合します。
A: 双方のファイアウォールでVPNトンネルの確立状況(SAやセッション状態)、ログ(VPNエラーやドロップログ)、アクセス制御ルール(当該TCPポートの通過可否)を確認します。M社側でパケットキャプチャを取り、当該TCPパケットがFW Aを出ていくか/FW A内で破棄されているかを確認することが確実です。相手側にも同様のログ確認を依頼して突合します。
Q: 設定ミスの典型的な具体例は何ですか?
A: 例として、VPNのピア設定(相手アドレスやフェーズ1/2のパラメータ)の誤り、事前共有鍵や証明書の不一致、アクセスリストで独自TCPポートを許可していない、NAT/PATによるポート変換の誤設定、VPNトンネルで暗号化対象に対象ネットワークが含まれていない、などが考えられます。
A: 例として、VPNのピア設定(相手アドレスやフェーズ1/2のパラメータ)の誤り、事前共有鍵や証明書の不一致、アクセスリストで独自TCPポートを許可していない、NAT/PATによるポート変換の誤設定、VPNトンネルで暗号化対象に対象ネットワークが含まれていない、などが考えられます。
関連キーワード: VPN、IPsec、ファイアウォール、TCPポート、ICMP、NAT
設問2:〔グループウェアサーバの接続不良〕について、(1)、(2)に答えよ。
問題文を見る(2)原因と対策に関する記述として適切なものを解答群の中から選び、記号で答えよ。
解答群
ア:FQDNからIPアドレスへの変換が失敗していたので、キャッシュの内容を強制的に破棄した。
イ:HTMLデータやFTPデータのキャッシュ機能が無効になっていたので、キャッシュ機能を有効にした。
ウ:クライアントに動的に割り当てるために設定したIPアドレスが不足したので、IPアドレスの割当てを変更した。
エ:グループウェアが通信に使用するTCPポートの開放設定が誤っていたので、正しいTCPポートの開放設定に変更した。
オ:大量の受信メールがサーバに残ったままになっていたので、サーバ上の受信メールを削除した。
模範解答
エ
解説
解答の論理構成
-
接続できなかったのはグループウェアだけ
– 【問題文】「事務室のPCからの関連会社のWebサイトの閲覧、…メール送受信は可能であった。」
– Web(TCP 80、443)やメール(TCP 25、110、143、587 など)は正常で、アプリ固有のポートだけが通らない状況です。 -
グループウェアは特殊なポートを利用
– 【問題文】「通信には、独自に割り当てたTCPポートを使用している。」
– 一般的な80/443とは別のポートをFWが通す必要があります。 -
機器交換直後から障害が発生
– 【問題文】「原因は、交換した機器の①設定ミスと分かり、設定を修正した。」
– “機器”=FW Aと判断できるため、FWのポリシー設定ミスが疑われます。 -
DNSは正常
– 【問題文】「グループウェアサーバのホスト名を指定して、…pingコマンドを実行した結果も正常だった。」
– FQDNからIPへの解決ができているため、選択肢アは誤りです。 -
キャッシュ・DHCP・メール容量は無関係
– 通信が始まる以前に遮断されているので、選択肢イ・ウ・オは状況と合致しません。 -
よって、FWで“正しいTCPポートを開放”すれば解決
– 解答群「エ:グループウェアが通信に使用するTCPポートの開放設定が誤っていたので、正しいTCPポートの開放設定に変更した。」が最も適切です。
誤りやすいポイント
- 「pingが通ればポートも開いている」と思い込む
ICMPとTCPは別プロトコルであり、FWのルールも独立しています。 - DNS障害と混同する
FQDNでpingできた時点で名前解決は正常です。 - 交換機器=スイッチと早合点する
スイッチではポート番号によるフィルタリングは行わないため根本原因とは結び付けにくいです。
FAQ
Q: TCPポートを一つ開け忘れただけでVPN上の通信も止まりますか?
A: はい。FWのVPN機能はカプセル化後のパケットを内部セグメントに通す際、ポリシーに従い再度ポート判定を行う仕組みが一般的です。未開放なら通信は遮断されます。
A: はい。FWのVPN機能はカプセル化後のパケットを内部セグメントに通す際、ポリシーに従い再度ポート判定を行う仕組みが一般的です。未開放なら通信は遮断されます。
Q: DNSが正常でもアプリがつながらない場合、まず何を確認すべきですか?
A: “目的アプリが利用するプロトコルとポート番号”がFWで許可されているかを確認します。今回のように独自ポートの場合、既定ポリシーでは閉じていることが多いためです。
A: “目的アプリが利用するプロトコルとポート番号”がFWで許可されているかを確認します。今回のように独自ポートの場合、既定ポリシーでは閉じていることが多いためです。
Q: 機器交換時に設定ミスを防ぐ方法はありますか?
A: 旧機器の設定バックアップ取り込み、設定差分チェック、変更前後の通通信テスト手順書を用意することで、人為的ミスを大幅に減らせます。
A: 旧機器の設定バックアップ取り込み、設定差分チェック、変更前後の通通信テスト手順書を用意することで、人為的ミスを大幅に減らせます。
関連キーワード: TCPポート、ファイアウォール、VPN, ICMP, DNS
設問3:〔無線LANの伝送速度低下〕について、(1)、(2)に答えよ。
問題文を見る(1)本文中の下線②について、“M社外のAP”に設定されているチャネルの番号を答えよ。
模範解答
11
解説
解答の論理構成
-
観測結果の整理
- 問題文は、AP1のチャネルを変更して電波干渉を確認したところ、
「チャネルが1~6のときには電波干渉は発生しなかったが、チャネルが7~13のときには電波干渉が発生した。」
と述べています。 - つまり、外部の“M社外のAP”が占有している周波数帯は、チャネル7以上の設定に重なり、チャネル6以下とは重ならないことが分かります。
- 問題文は、AP1のチャネルを変更して電波干渉を確認したところ、
「チャネルが1~6のときには電波干渉は発生しなかったが、チャネルが7~13のときには電波干渉が発生した。」
-
IEEE 802.11gの“干渉しない三つ組”の活用
- 同じく問題文には、
「互いに干渉しない独立した周波数帯域で利用できるチャネルは最大3個である。そのチャネルの組合せには“1、6、11”...」
とあります。 - この“1、6、11”は最も広く使われる独立三つ組で、チャネル“11”だけが7~13の範囲に属しています。
- 同じく問題文には、
「互いに干渉しない独立した周波数帯域で利用できるチャネルは最大3個である。そのチャネルの組合せには“1、6、11”...」
-
干渉条件からの逆算
- チャネル幅は22 MHz、中心周波数の間隔は5 MHzです。隣接チャネル同士は ±11 MHzまで重なります。
- 外部APがチャネル“11”の場合(中心周波数2,462 MHz)は次の通りです。
• 第6チャネル(2,437 MHz)との差:25 MHz → 干渉しない
• 第7チャネル(2,442 MHz)との差:20 MHz → 干渉する
• 第13チャネル(2,472 MHz)との差:10 MHz → 干渉する - この計算結果は、実測の「1~6は干渉なし、7~13は干渉あり」という観測と完全に一致します。
- 他の候補(チャネル10, 12, 13など)を置くと、チャネル6や8などにも干渉が起き、観測結果と矛盾します。
-
結論
- したがって、“M社外のAP”に設定されているチャネル番号は「11」と特定できます。
誤りやすいポイント
- 「干渉しない三つ組=1,6,11」だけを暗記し、チャネル幅や中心周波数差を計算せずに推測すると、10や12と誤答する恐れがあります。
- “7~13全部に干渉”を“7だけ”や“13だけ”と早合点し、外部APのチャネルを特定できなくなるケース。
- チャネルの中心周波数間隔(5 MHz)とチャネル幅(22 MHz)の関係を把握せず、「6でも干渉するはず」と混乱するケース。
FAQ
Q: チャネル11以外で「1~6が干渉せず、7~13が干渉する」パターンは存在しますか?
A: 22 MHz幅と5 MHz間隔の条件下では存在しません。中心周波数差25 MHzとなる組み合わせは「6と11」だけで、それより番号が近いとチャネル6とも重複します。
A: 22 MHz幅と5 MHz間隔の条件下では存在しません。中心周波数差25 MHzとなる組み合わせは「6と11」だけで、それより番号が近いとチャネル6とも重複します。
Q: “干渉しない三つ組”は必ず1・6・11だけですか?
A: 代表例が1・6・11ですが、問題文にもある通り「2・7・12」「3・8・13」も理論上干渉しません。ただし国内利用や機器の既定値の観点から1・6・11が最も普及しています。
A: 代表例が1・6・11ですが、問題文にもある通り「2・7・12」「3・8・13」も理論上干渉しません。ただし国内利用や機器の既定値の観点から1・6・11が最も普及しています。
Q: 干渉対策でチャネルを変更する以外の方法は?
A: 出力調整、APの配置変更、5 GHz帯(IEEE 802.11a/ac/ax)への移行などがあります。チャネル変更は最も手軽で即効性が高い方法です。
A: 出力調整、APの配置変更、5 GHz帯(IEEE 802.11a/ac/ax)への移行などがあります。チャネル変更は最も手軽で即効性が高い方法です。
関連キーワード: チャネル干渉、IEEE 802.11g, 2.4 GHz帯、無線LAN, 周波数帯域
設問3:〔無線LANの伝送速度低下〕について、(1)、(2)に答えよ。
問題文を見る(2)本文中の下線③について、“M社外のAP”とAP1の間で電波干渉を発生させず、かつ、AP1〜AP3の間でも電波干渉を発生させないようにAP1〜AP3に設定するチャネルの組合せを決めたい。このときに、AP1に設定可能なチャネルの番号をすべて答えよ。
模範解答
1、2、3、6
解説
解答の論理構成
-
外部APが干渉する範囲を確定
【問題文】には、電波干渉の有無を確認した結果として
「チャネルが1~6のときには電波干渉は発生しなかったが、チャネルが7~13のときには電波干渉が発生した。」
と明記されています。したがって “M社外のAP” は「7~13」の周波数帯を占有しており、AP1が「7~13」を選ぶと必ず衝突します。 -
AP1が選べる候補を一次絞り込み
上記より、AP1が使えるのは「1~6」に限られます。 -
AP1・AP2・AP3間でも干渉させない
IEEE 802.11gでは22 MHz幅のチャネルを5 MHz刻みで配置しているため、同一エリアで3台までなら
「互いに干渉しない独立した周波数帯域で利用できるチャネルは最大3個である。そのチャネルの組合せには “1、6、11”、“2、7、12”、“3、8、13” などがある。」
と【問題文】に示されています。
この “3本セット” のうち、外部APが占有する「7~13」を避けつつ、AP2・AP3が残り2本を使える組合せを考えます。• AP1=1 → 残りは「6、11」
• AP1=2 → 残りは「7、12」
• AP1=3 → 残りは「8、13」
• AP1=6 → 残りは「1、11」AP2・AP3は「いずれのチャネルを設定しても電波干渉は発生しなかった」と書かれており、物理的に“外部AP”と離れているため7~13を使っても問題ありません。よって上記4パターンはいずれも成立します。 -
結論
AP1に設定可能なチャネル番号は
「1、2、3、6」
となります。
誤りやすいポイント
- 「外部APと衝突するのは7~13だけ」と読み飛ばし、6と11が独立チャネルである事実を忘れて「1だけ」と誤答する。
- 22 MHz幅という物理仕様を無視し、5 MHz刻みをそのまま等幅と誤解して「4」や「5」も使えると判断する。
- AP2・AP3が外部APと干渉しないという記述を見落とし、「7~13すべて禁止」と思い込んで2・3を除外してしまう。
FAQ
Q: 4や5は帯域が重なるのですか?
A: はい。22 MHz幅のため中心周波数が5 MHzしか離れていない4と5は1や6とオーバーラップします。3台とも独立にする条件を満たせません。
A: はい。22 MHz幅のため中心周波数が5 MHzしか離れていない4と5は1や6とオーバーラップします。3台とも独立にする条件を満たせません。
Q: “最大3個” という制約は必ず守る必要がありますか?
A: 同一空間で4台以上のAPを動かす場合は帯域が重なる前提で設計・出力調整が必要です。本問では3台なので “3本セット” を順守するのが最も簡単で確実です。
A: 同一空間で4台以上のAPを動かす場合は帯域が重なる前提で設計・出力調整が必要です。本問では3台なので “3本セット” を順守するのが最も簡単で確実です。
Q: 11を使うと外部APと干渉しませんか?
A: 外部APの正確なチャネルは提示されていませんが、「7~13ならすべてAP1と干渉した」という検証結果から11も候補になります。物理的に離れているAP2・AP3が11を使用しても問題ないと読み取れます。
A: 外部APの正確なチャネルは提示されていませんが、「7~13ならすべてAP1と干渉した」という検証結果から11も候補になります。物理的に離れているAP2・AP3が11を使用しても問題ないと読み取れます。
関連キーワード: IEEE 802.11g, 電波干渉、チャネル設計、周波数分割




