エンベデッドシステムスペシャリスト 2023年午前2 問13

問題文

複数台のレイヤー2スイッチで構成されるネットワークが複数の経路をもつ場合に、イーサネットフレームのループが発生することがある。そのループの発生を防ぐためのTCP/IPネットワークインタフェース層のプロトコルはどれか。

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ア：IGMP

イ：RIP

ウ：SIP

エ：スパニングツリープロトコル（正解）

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複数のレイヤー2スイッチが冗長な経路で接続されていると、イーサネットフレームが同じ経路を循環し、ループが発生することがあります。特にブロードキャストフレームが循環すると、ネットワークに大量のフレームが流れる「ブロードキャストストーム」につながります。

このループを防ぐプロトコルが、エの**スパニングツリープロトコル（STP）**です。スイッチ間の接続を論理的な木構造にし、冗長な経路の一部を一時的に通信に使わない状態にすることで、ループを防ぎます。

ア：IGMP
IPマルチキャストのグループへの参加・離脱を管理するプロトコルです。スイッチ間の経路ループを防ぐものではありません。
イ：RIP
ルータが経路情報を交換するためのルーティングプロトコルです。レイヤー3で経路を制御するもので、イーサネットフレームのループを防ぐSTPとは役割が異なります。
ウ：SIP
IP電話などで、通話の開始や終了といったセッションを制御するプロトコルです。ネットワーク経路のループ防止には使いません。
エ：スパニングツリープロトコル
レイヤー2ネットワークの冗長経路を制御し、イーサネットフレームのループを防ぎます。

冗長経路をすべて同時に使うと思い込む
STPはループを防ぐため、冗長経路の一部を通常時には通信に使わない状態にします。障害時には経路を再構成できます。
RIPとSTPを混同する
RIPはルータがIPパケットの経路を選ぶためのプロトコルです。STPはスイッチ間のレイヤー2ループを防ぎます。
ループはユニキャスト通信だけの問題だと思う
ブロードキャストフレームなどもループする可能性があります。特にブロードキャストが循環すると、通信への影響が大きくなります。

STPは、スイッチ間で制御情報を交換してネットワークの構成を把握し、ループが生じない接続関係を作ります。冗長なリンクを完全に撤去するのではなく、障害時に使える経路として残しながら、通常時のループを防ぐ仕組みです。

Q. STPはどの階層で動作しますか？
A. レイヤー2で動作し、スイッチ間のイーサネットフレームのループを防ぎます。

Q. STPは冗長なケーブルを取り外す仕組みですか？
A. いいえ。冗長な接続を残したまま、通常時に使う経路を論理的に制御します。

関連キーワード: STP、レイヤー2、イーサネットフレーム、ブロードキャストストーム、IGMP、RIP、SIP

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