応用情報技術者 2019年春期午前2 問33

問題文

図のようなIPネットワークのLAN環境で、ホストAからホストBにパケットを送信する。LAN1において、パケット内のイーサネットフレームの宛先とIPデータグラムの宛先の組合せとして、適切なものはどれか。ここで、図中のMACn/IPmはホスト又はルータがもつインタフェースのMACアドレスとIPアドレスを示す。

選択肢

ア：

イ：

ウ：（正解）

エ：

IPネットワークのLAN環境におけるパケット送信の宛先指定【午前2 解説】

要点まとめ

結論：ホストAからホストBへ送信する際、LAN1上のイーサネットフレーム宛先はルータのMACアドレス（MAC3）、IPデータグラム宛先はホストBのIPアドレス（IP2）である。
根拠：IPパケットは最終宛先IPを持つが、異なるネットワーク間はルータを経由するため、フレームの宛先は次ホップのMACアドレスになる。
差がつくポイント：IPアドレスとMACアドレスの役割の違いを理解し、ルーティング経路に応じたフレーム宛先の選択ができるかが重要。

正解の理由

ホストAとホストBは異なるLAN（LAN1とLAN2）に属しているため、直接通信できません。
IPデータグラムの宛先は最終目的地であるホストBのIPアドレス（IP2）です。
しかし、イーサネットフレームはLAN1内での通信単位なので、フレームの宛先MACアドレスはLAN1上の次ホップであるルータのMACアドレス（MAC3）になります。
したがって、イーサネットフレームの宛先はMAC3、IPデータグラムの宛先はIP2となり、選択肢ウが正解です。

よくある誤解

IPアドレスとMACアドレスを混同し、フレームの宛先も最終IPアドレスにする誤りが多いです。
同一LAN内の通信と異なるLAN間の通信で宛先指定が異なることを理解していない場合があります。

解法ステップ

ホストAとホストBのIPアドレスが異なるネットワークに属しているか確認する。
異なるネットワークなら、パケットはルータを経由することを理解する。
IPデータグラムの宛先は最終目的地のIPアドレス（ホストBのIP2）であると認識する。
イーサネットフレームの宛先はLAN1内の次ホップのMACアドレス（ルータのMAC3）であると判断する。
選択肢の中から「フレーム宛先＝MAC3、IP宛先＝IP2」の組み合わせを選ぶ。

選択肢別の誤答解説

ア（MAC2 / IP2）：MAC2はLAN2上のホストBのMACアドレスであり、LAN1上のフレーム宛先にはなりません。
イ（MAC2 / IP3）：MAC2はホストBのMAC、IP3はルータのIPで、IP宛先がルータになるのは誤りです。
ウ（MAC3 / IP2）：正解。フレームはルータのMAC3宛、IPは最終宛先ホストBのIP2宛です。
エ（MAC3 / IP3）：IP宛先がルータのIP3は誤りで、最終宛先IPはホストBのIP2です。

補足コラム

IPネットワークでは、IPアドレスは論理的な宛先を示し、MACアドレスは物理的な通信相手を示します。
異なるネットワーク間の通信では、IPパケットは最終宛先IPを保持しつつ、イーサネットフレームは各ネットワークセグメントの次ホップMACアドレスを宛先とします。
この仕組みがルーティングの基本であり、ネットワークの階層構造を理解する上で重要です。