基本情報技術者 2019年 秋期 午前（科目A） 問32

メディアコンバータ、リピータハブ、レイヤ2スイッチ、レイヤ3スイッチのうち、レイヤ3スイッチだけがもつ機能はどれか。【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論→レイヤ3スイッチだけがネットワーク層で宛先に応じてパケットを中継（ルーティング）する機能を持ち、ルータ同様の経路選択を高速に実行します。
• 根拠→OSI参照モデルではネットワーク層が論理アドレス（例：IP）を扱い、レイヤ3機器はその宛先情報で経路を決定して転送します。
• 差がつくポイント→選択肢を見たら「どのOSI層の機能か」「扱うアドレス（物理/MACか論理/IPか）」で瞬時に絞ると速く正解にたどり着けます。

正解の理由

よくある誤解

• 「スイッチは全部同じで、どれも宛先で振り分ける」と考える誤解：レイヤ2スイッチはMACアドレスで中継するが、レイヤ3はIPで経路選択する点が違います。
• 「メディアコンバータやハブもアドレスで振り分ける」と混同：ハブは全ポートに単純に信号を流し、メディアコンバータは伝送媒体の変換を行うだけでアドレス処理はしません。
• 「レイヤ3スイッチ＝ルータ」と短絡する誤解：機能が重なる部分はあるが、用途や実装（高速スイッチング向けのASIC中心か、豊富なWAN機能を持つか）に差があります。

解法ステップ

1. 各選択肢に出てくる「層（物理／データリンク／ネットワーク）」を確認する。
2. 機器ごとの代表的な役割を思い出す（ハブ＝L1、メディアコンバータ＝L1、L2スイッチ＝L2、L3スイッチ＝L3）。
3. 「宛先アドレス」が物理アドレス（MAC）か論理アドレス（IP）かを見分ける。
4. ネットワーク層（論理アドレスで経路選択）が書かれている選択肢を正解として選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア: データリンク層において、宛先アドレスに従って適切なLANポートにパケットを中継する機能
  → これはレイヤ2スイッチの説明で正しくはMACアドレスに基づく転送。レイヤ3特有の機能ではないため誤り。
• イ: ネットワーク層において、宛先アドレスに従って適切なLANポートにパケットを中継する機能
  → 正解。ネットワーク層の論理アドレス（IP）で経路を決定し、中継（ルーティング）する機能はレイヤ3機器の本質。
• ウ: 物理層において、異なる伝送媒体を接続し、信号を相互に変換する機能
  → これはメディアコンバータの役割で物理層（L1）の機能。レイヤ3スイッチ固有ではない。
• エ: 物理層において、入力信号を全てのLANポートに対して中継する機能
  → これはリピータハブ（単純な集線器）の動作（全ポートへ洪水的に送信）。これもL3とは関係ない。

補足コラム

• レイヤ3スイッチ：主にLAN内部で高速にIPルーティングを行うために設計され、ASICやハードウェアによる高速転送を重視します。VLAN間ルーティングやACLを高速に処理しますが、WANインターフェースや一部の高度なルーティング機能はルータに劣ることがあります。
• ルータ：多様なインターフェース（WAN接続、トンネリング、複雑なルーティングプロトコル対応など）を持ち、ネットワーク間接続や機能豊富なルーティング制御を行います。
  実務では「マルチレイヤスイッチ」と呼ばれる製品がL2/L3双方の機能を持ちますが、設問ではOSI層の機能差に着目することが重要です。

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