ネットワークスペシャリスト 2011年午前2 問09

問題文

図のようなルータ1とルータ2及び負荷分散装置を使ったマルチホーミングが可能な構成において、クライアントから接続先サーバ宛のパケットに対する負荷分散装置の処理として、適切なものはどれか。

選択肢

ア：宛先IPアドレスはそのままで、宛先MACアドレスを接続先サーバのMACアドレスに置き換える。

イ：宛先IPアドレスはそのままで、宛先MACアドレスをルータ1又はルータ2のMACアドレスに置き換える。（正解）

ウ：宛先MACアドレスはそのままで、宛先IPアドレスを接続先ルータのIPアドレスに置き換える。

エ：宛先MACアドレスはそのままで、宛先IPアドレスをルータ1又はルータ2のIPアドレスに置き換える。

マルチホーミング構成における負荷分散装置のパケット処理【午前2 解説】

要点まとめ

結論：負荷分散装置は宛先IPアドレスを変更せず、宛先MACアドレスをルータ1またはルータ2のMACアドレスに置き換えるのが適切です。
根拠：IPアドレスはエンドツーエンドの通信を示すため変更せず、MACアドレスは同一ネットワーク内の次ホップを示すため負荷分散装置が接続先ルータのMACに書き換えます。
差がつくポイント：IP層とデータリンク層の役割の違いを理解し、負荷分散装置がどの層で動作するかを正確に把握することが重要です。

正解の理由

負荷分散装置はレイヤ2（データリンク層）で動作し、パケットの宛先IPアドレスは変更せずに、次に送るルータのMACアドレスに書き換えます。これにより、パケットは正しいルータ（ルータ1またはルータ2）へ転送され、ルーティングはルータが担当します。IPアドレスは通信の終点を示すため、負荷分散装置が変更してはいけません。

よくある誤解

負荷分散装置がIPアドレスを書き換えると考えがちですが、これはルータやNATの役割であり、負荷分散装置は通常レイヤ2で動作します。MACアドレスの書き換えが正しい処理です。

解法ステップ

負荷分散装置の役割と動作層を確認する（主にレイヤ2）。
パケットの宛先IPアドレスは通信の終点を示すため変更しない。
次ホップのMACアドレスに書き換える必要があることを理解する。
負荷分散装置からルータ1またはルータ2へパケットを振り分けるため、宛先MACアドレスをそれぞれのルータのMACアドレスに置き換える。
以上から選択肢イが正解と判断する。

選択肢別の誤答解説

ア：宛先MACアドレスを接続先サーバのMACに置き換えるのは誤り。負荷分散装置は直接サーバに送らず、まずルータに送るため。
イ：正解。宛先IPはそのまま、宛先MACをルータ1またはルータ2のMACに置き換える。
ウ：宛先IPアドレスを接続先ルータのIPアドレスに書き換えるのはルーティングの役割を混同しており誤り。
エ：宛先IPアドレスをルータ1またはルータ2のIPアドレスに書き換えるのも同様に誤りで、IPアドレスは変更しない。

補足コラム

マルチホーミングとは複数のISP回線を利用し、冗長性や負荷分散を実現する構成です。負荷分散装置は主にレイヤ2で動作し、パケットの宛先MACアドレスを書き換えて次のルータへ振り分けます。IPアドレスはエンドツーエンドの通信を示すため、途中で変更しません。これに対し、NATはIPアドレスを変換する装置であり、役割が異なります。

FAQ

Q: なぜ負荷分散装置はIPアドレスを変更しないのですか？
A: IPアドレスは通信の終点を示すため、途中の装置が変更すると通信が成立しなくなるからです。

Q: MACアドレスはどの範囲で有効ですか？
A: MACアドレスは同一ネットワーク（LAN）内でのみ有効で、ルータを越えると変更されます。

関連キーワード: マルチホーミング、負荷分散装置、MACアドレス書き換え、ルーティング、レイヤ2, ネットワーク設計

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