基本情報技術者 2012年 秋期 午前(科目A) 問34
問題文
OSI基本参照モデルにおいて、エンドシステム間のデータ伝送の中継と経路制御の機能をもつ層はどれか。
選択肢
ア:セション層
イ:データリンク層
ウ:トランスポート層
エ:ネットワーク層(正解)
##: OSI基本参照モデルにおける中継と経路制御の層【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論: 中継と経路制御の機能を持つのはネットワーク層であり、ルータがここで経路選択とパケット転送を行います。
- 根拠: ネットワーク層は論理アドレス(例: IP)を用いてパケットの経路制御(ルーティング)とフォワーディングを担います。
- 差がつくポイント: データリンク層は隣接ノード間のフレーム転送、トランスポート層は端点間の信頼性制御で役割が明確に分かれます。
正解の理由
ネットワーク層は「経路制御(routing)」と「中継(forwarding)」を担当する層です。ルータはネットワーク層の装置であり、送信元と宛先の論理アドレス(IPアドレスなど)を見て最適経路を決定し、次のホップへパケットを転送します。この経路選択(ルーティングプロトコルの適用)とパケットの中継処理が問題文にある「中継と経路制御」に該当します。したがって正解はエ(ネットワーク層)です。
よくある誤解
- データリンク層と混同する誤り:隣接ノード間の物理的リンク制御やMACアドレス処理をデータリンク層と混同し、ルーティングまで扱うと誤認する。
- トランスポート層の役割誤認:トランスポート層は端点間の通信制御(信頼性、順序制御、ポート番号)を担当し、経路制御は行わない点を見落とす。
- 「中継」を物理層の中継と混同:物理層はビット伝送(信号の中継)を扱うが、ネットワーク層の中継はパケット単位での経路選択を指す。
解法ステップ
- 問題文のキーワードを探す:「中継」「経路制御」→ ルーティング関連の用語であると判断。
- 各層の代表機能を頭の中で照合:物理/データリンク=隣接接続、ネットワーク=経路制御、トランスポート=端点制御、セッション=会話管理。
- 候補の中から経路制御を明確に担当する層を選ぶ:ネットワーク層が該当。
選択肢別の誤答解説
- ア: セション層
セション層(セッション層)は通信の開始・維持・終了や対話管理を扱い、経路制御や中継は行いません。よって不正解です。 - イ: データリンク層
データリンク層は同一リンク上のフレーム転送、MACアドレス管理、誤り検出/訂正(リンクレベル)を担当します。隣接ノード間の通信が対象で、経路選択(ネットワーク全体のルーティング)は行いません。 - ウ: トランスポート層
トランスポート層は端点間のデータ転送の信頼性確保やポート番号管理(TCP/UDP)を担当し、ネットワーク内の経路制御や中継機能は持ちません。 - エ: ネットワーク層
ネットワーク層は論理アドレスによるルーティング、パケットの中継(フォワーディング)、経路選択プロトコル(例: OSPF, BGP)などを担当するため正解です。
補足コラム
- OSI参照モデルとTCP/IPモデルでは層の名称や分け方に差がありますが、ルーティングや中継の概念はTCP/IPのインターネット層(Internet layer)に対応します。
- 代表的なネットワーク層プロトコルはIP(IPv4/IPv6)、経路制御に関連するプロトコルにはOSPF、BGP、RIPなどがあります。
- 実務上はルータ(ネットワーク層機器)とスイッチ(主にデータリンク層機能)が明確に役割分担されていますが、現在の機器は複数層の機能を実装する場合があります。
FAQ
Q: データリンク層は経路制御を全く行わないのですか?
A: データリンク層は同一ネットワーク(同一セグメント)内でのフレーム転送に関する制御は行いますが、ネットワーク全体を跨ぐ経路選択(ルーティング)は行いません。
A: データリンク層は同一ネットワーク(同一セグメント)内でのフレーム転送に関する制御は行いますが、ネットワーク全体を跨ぐ経路選択(ルーティング)は行いません。
Q: ルータ以外にネットワーク層に該当する装置はありますか?
A: 代表的にはルータですが、レイヤ3スイッチ(L3スイッチ)もネットワーク層の機能でパケットをルーティングします。
A: 代表的にはルータですが、レイヤ3スイッチ(L3スイッチ)もネットワーク層の機能でパケットをルーティングします。
Q: トランスポート層とネットワーク層の違いを一言で教えてください。
A: トランスポート層は「端点間の通信品質と流れ制御」、ネットワーク層は「パケットの経路選択と中継」です。
A: トランスポート層は「端点間の通信品質と流れ制御」、ネットワーク層は「パケットの経路選択と中継」です。
関連キーワード: OSI参照モデル、ネットワーク層、ルーティング、ルータ、IPアドレス、データリンク層、トランスポート層、経路制御、フォワーディング

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