ネットワークスペシャリスト 2009年 午後1 問01

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 「スパニングツリープロトコル（STP）」と「BPDU」を混同しやすい。問われているのは「制御フレーム」の名称なのでBPDUを答える必要があります。STPはプロトコル名、BPDUはそのプロトコルが交換するフレームです。
• IEEE 802.3afを示す語句は表記揺れがある（PoE、Power over Ethernet）。どちらでも意味は同じですが、給電に使う対についてはAlternative A/Bの違いがあることを念頭に置く必要があります（単純に「○対」と断定してしまう誤りに注意）。
• TCPに関しては「ACK」「確認応答」「Acknowledgement」は同義だが、「応答」や「リプライ」といったあいまいな語だけでは減点される恐れがあります。TCPの再送がACKに基づくことを明確にすることが大事です。
• 監視のためのポート名は表記揺れが多い（ミラー、ミラーポート、ポートミラー、SPAN等）。本文の文脈（スイッチの未使用ポートを設定して監視する）から「ミラー（ミラーポート）」を選ぶのが安全です。外部の物理タップ（network tap）と混同しないように注意してください。
• Auto MDI/MDI-Xの機能を単に「MDI/MDI-X」と書いてしまうと「自動」の意味が抜けるため不正確になります。問題文は「自動的に切り替える機能」と明示しているので「Auto」を含めることを意識してください。

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解答の導き方

誤りやすいポイント

• 54（Mビット/秒）と答える誤り。54は802.11a/gの最大値であり、本文は「IEEE 802.11b規格」と明記している。
• 「1 Mビット/秒」をアプリケーションのスループットと混同する誤り。本文の「通信速度が1 Mビット/秒」は物理層のリンク速度（PHYレート）を示す記述として扱う。
• PoEの対数を誤認する誤り。802.3af（PoE）は2対給電であり、4対給電は後続の規格（802.3bt等）で定められている点を押さえる。
• 「Alternative A/Bの違い」を無視して、どの対を使うか（データ対／予備対）に関する理解が抜け落ちると混乱する。

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解答の論理構成

1. 本文の該当箇所を確認
   「各L2SWについて、① MACアドレステーブルにあるHTのMACアドレスのエントリが示すポート を調べると、L2SW3で当該ポートが度々切り替わっていた。」とあります。
2. L2SW1にHTのフレームが届く経路を整理
   ・HTは配送所の無線LANに接続されています。
   ・配送所のL2SW3と本社のL2SW1は「広域イーサ網」で接続されています。
   ・したがって、HTが送信したフレームは配送所 → 広域イーサ網 → 本社という順に転送され、最終的にL2SW1へは広域イーサ網から到達します。
3. MACアドレステーブルの学習ロジック
   L2スイッチは「フレームが入ってきたポート」をMACアドレステーブルに記録します。従って、L2SW1がHTのMACアドレスを学習するのは “広域イーサ網から入ってきた” ポートです。
4. 以上より、L2SW1における①のポートは
   「広域イーサ網に接続しているポート」となります。

誤りやすいポイント

• 「HT＝無線」と連想して本社のAPへのポートと勘違いする。HTの電波は配送所内のみで、本社には届きません。
• VLAN20（HT用）のタグ情報に目を取られ、VLAN20のアクセスポートと答えてしまう。L2SW1は配送所側とタグVLANで接続しているだけで、学習ポートはあくまで広域イーサ網側です。
• 「L2SW3で速度が切り替わっていた」記述から配送所のポートを答えてしまう。設問は “L2SW1で” と明示されています。

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解答の論理構成

1. 【問題文】では「表VLANと接続機器又はポートの対応」において、ノートPCが属するネットワークは「VLAN 10」と明記されています。
2. 既存の無線はHT用であり、「HT」「SK-SV」が属するのは「VLAN 20」です。したがって無線区間では、少なくとも「VLAN 10」と「VLAN 20」を使い分ける必要があります。
3. 【問題文】には「L2SWとAP間の接続には、IEEE 802.1Q規格のタグVLANを使用している」とあり、有線側ではVLANタグで識別できる前提です。
4. 無線側でVLANを区別する一般的手段は、無線LANの論理ネットワーク識別子である “ESS ID” を複数設定し、それぞれを異なるVLANタグにひも付けることです。
5. 以上より、下線②を実現するためAPに求められる機能は「ESS IDごとにVLANを割り当てる機能」となります。
   ⇒ 模範解答「通信をESS IDごとにVLANと対応付ける機能」と一致します。

誤りやすいポイント

• ESS IDを「暗号化キー」や「認証方式」と混同し、セキュリティ機能と答えてしまう。
• 無線側でVLANを分ける発想が抜け、「AP追加購入」や「ポート増設」といった物理的対策を挙げてしまう。
• IEEE 802.1Qのタグ付けは有線だけと誤解し、無線側では不要と判断してしまう。

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解答の論理構成

1. ループ発生時に増殖するフレームの正体
   本文には「③通信のループによって繰り返し転送されたフレーム」とあり、さらにL2SW3で観測した結果として「大量に通信されているのは、タグが付加されていないフレームであること、フレームの内容はすべて同じIPパケットであり…」と記載されています。タグなし＝アクセス系ポートから出るVLAN1のフレームであり、ループが生じた場合に 全ポートへ洪水転送されるフレームは「ブロードキャストフレーム」です。よって種類はブロードキャストフレームになります。
2. TTLが効かない理由
   IPヘッダのTTLは3層（L3）情報ですが、本文には「L2SWでは、アと呼ばれる制御フレームをやり取りして通信のループを回避するスパニングツリープロトコルを動作させていない。」とあるだけで、L2SWがL3を解釈する旨の記述はありません。レイヤ2スイッチは フレームの宛先MACだけで転送し、IPヘッダを参照しないため、TTLは減算されません。したがって転送回数はTTLによって制限されないのです。
3. まとめ
   • フレームの種類：ブロードキャストフレーム
   • 制限されない理由：L2SWでIPヘッダを評価しないため

誤りやすいポイント

• ループで増殖するのは「ユニキャストの未知宛先フレーム」と思い込み、ブロードキャストを外す。本文で「すべて同じIPパケット」とあるため誤判断しやすいです。
• TTLが減らない原因を「タグVLANがないから」などVLAN技術に結び付けてしまう。レイヤ分離の理解不足に注意しましょう。
• 「ルーターではなくL2SW」という前提を忘れ、L3処理（TTLデクリメント）が行われると誤解するケース。

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解答の導き方

1. まず、何が起こったかを把握します。問題文には
   「SWとL2SW2間を2本のケーブルで接続していた誤接続が見つかり、この誤接続が原因で通信がループしていた」
   とあります。したがって、L2SW2には２ポート、SW側にも２ポートが使われていることが確定します。
2. どのVLANのポートが使われたかを確認します。引用すると
   「2本のケーブルを接続したL2SW2のポートは、今までどちらも未使用のポートであった」
   「L2SWには、オと呼ばれる…機能を未使用のポートで有効にしておいた」
   未使用ポート＝ユーザ用ではなく、初期設定のままです。さらにL2SWの工場出荷時設定は
   「すべてのポートにVLAN 1が割り当てられ、タグを付加しないフレームを使用する特別なVLANとしてもVLAN 1が設定」
   なので、未使用ポート ＝ VLAN 1上にあると分かります。
3. 図2を見ると、L2SW2の右端エリアが「VLAN1」で２ポート描かれています。ここが“未使用ポート”の実体です。従って、SWから伸びた2本は右端エリアの2ポートへ入るはずです。
4. SW側は4ポート描かれています。PC 2台が左側2ポートに接続済みなので、残る右側2ポートが空きポートです。この2ポートとL2SW2のVLAN1の2ポートを1対1で結線すれば、問題文が示す「2本のケーブルで接続」という状況がぴったり一致します。
5. 以上より、解答欄には
   　・PC 2台 → SW左端2ポート
   　・SW右端2ポート → L2SW2のVLAN1区画2ポート
   　を2本のケーブルで描く構成を示せば正答になります。

誤りやすいポイント

• 「VLAN10／VLAN30も空いているから、どちらかを使ったのでは？」と誤解しやすいですが、未使用ポート＝初期状態のまま＝VLAN1と読み取る必要があります。
• ループ原因を“1本の誤配線”だと思い込み、1本だけを描いてしまうケースが多いです。問題文は「2本のケーブル」と明言しています。
• SW側ポートの位置を適当に描くと減点対象になります。図2の書式（ポートを横一列に並べる）を踏襲しましょう。

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解答の導き方

1. STPの基本動作とポート状態
   • STPは制御フレーム（BPDU）を交換してブリッジ間のルートを決定し、ループを防ぐために冗長経路の一部ポートをブロックします。
   • STPはポートを段階的に遷移させます（代表的にはBlocking → Listening → Learning → Forwarding）。ListeningとLearningの間はユーザフレームを転送しません（Learningは送信元MACの学習は行うが転送はしない）。したがって、新たにPCを接続したポートはフォワーディング状態になるまで通信できません。これが「接続しても直ちに通信できない」理由です。
2. なぜVLAN内のユニキャスト流出が増えるのか（因果の説明）
   • STPによるトポロジ変化（ポートのブロック／解除）が起きると、スイッチは既存のMACアドレステーブルの内容が現在のトポロジに合わない可能性を考慮してエントリをクリアするか、学習が追いつかなくなります。
   • MACアドレステーブルに宛先の出力ポート情報がない（未学習）場合、スイッチはその宛先へのフレームをVLAN内のすべてのポートにフラッディングします。これが「VLAN内へのユニキャストフレームの流出が増加する」という現象です。
   • まとめると、STPのポート遷移で一時的にフォワードできないことが発生し（PC側からは切断に見える）、同時にMAC学習不足で未知宛ユニキャストがフラッディングされてVLAN内のトラフィックが増える、という二つの結果になります。

• 端末直結ポートにはエッジポート機能（PortFast等）を適用してフォワーディングを即時化し、STP遷移による接続遅延を避けます。ただし誤って冗長接続側で有効にするとループが発生するため、必ず端末接続ポートのみで有効化し、BPDU受信時の保護機構（BPDU guard等）を併用します。

誤りやすいポイント

• STPを有効にすれば「ただちに」すべての通信が安定すると思い込む。実際はポート遷移による遅延がある。
• 「フラッディング＝ブロードキャストだけ」と誤解する。未知宛ユニキャストもフラッディングされる点を見落としやすい。
• MACアドレステーブルの挙動（トポロジ変更でのクリアや学習不足）を説明せずに、単に「フラッディングが増える」と書くと部分点しか取れない。
• エッジポート機能（PortFast等）をアップリンクやスイッチ間接続に設定してしまい、逆にループや被害を拡大する誤り。
• VLANごとの挙動を無視して「全体のトラフィックだけ」を議論する（STPやフラッディングはVLAN単位で扱われる点を考慮する）。

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解答の論理構成

1. 事故の原因確認
   • 問題文では「2本のケーブルを接続したL2SW2のポートは、今までどちらも未使用のポートであった。」とあります。未使用ポートが有効のまま残っていたため、誤接続でループが発生しました。
2. “未使用ポートを通信から隔離する”目的
   • ループや不正アクセスを防ぐには、未使用ポートがフレームを流さない／本来のVLAN間に混じらない状態にする必要があります。
3. 方法①：ポートを無効化（閉そく）
   • L2SWでは管理者がポートをshutdownすると物理的なリンクアップが無視されます。誤配線があっても「閉そく状態」なのでフレームは流れません。
4. 方法②：隔離用VLANを割り当て
   • 問題文に「L2SWでは、ポートごとに一つのVLANを割り当てて機器を接続」とあるように、ポートとVLANは1対1で設定可能です。
   • 未使用ポートに運用VLAN（「VLAN 1」「VLAN 10」など）とは別のVLANを割り当て、「タグを付加しないフレームを使用する特別なVLAN」として中継経路から外せば、誤接続しても業務VLANへは影響しません。
5. まとめ
   • よって解答は
     ①：使用できないように閉そく状態にする。
     ②：別のVLANを割り当ててタグVLANでの中継から外す。

誤りやすいポイント

• スパニングツリーを有効にするだけで十分と考えがちですが、問題文に「スパニングツリープロトコルを動作させていない」と明示されています。STPではなく“未使用ポートの扱い”を問う設問です。
• ポートセキュリティ（MACアドレス制限）と閉そくを混同しやすい点に注意が必要です。
• “隔離用VLAN”を設定しても、タグVLANのトランク設定を解除し忘れると依然として中継される可能性があります。

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