ネットワークスペシャリスト 2013年 午後1 問03

解答の論理構成

1. ア の導出
   • 問題文では「VLAN用の ア は、32ビットで構成され…」とあります。
   • IEEE 802.1Qで32 bitなのは “タグ（Tag）” フィールドです。よって ア ＝ タグ です。
2. イ の導出
   • 同じ文章に続けて「VIDには イ ビットが割り当てられる。」と明記されています。
   • VID（VLAN Identifier）はIEEE 802.1Qで “12 bit” 固定です。したがって イ ＝ 12 です。
3. ウ の導出
   • リンクアグリゲーションについて「この機能によって、リンクの冗長化、ウの有効活用を実現することができる。」と記述されています。
   • 複数リンクを束ねる目的は総帯域幅の向上・活用です。よって ウ ＝ 帯域 となります。
4. エ の導出
   • VRFの説明で「これは、一つのルータやL3SWに、複数の独立した仮想エを稼働させる機能である。」とあります。
   • VRFとは論理的に “仮想ルータ” を複数走らせる技術なので エ ＝ ルータ が妥当です。
5. オ の導出
   • 「複数の物理筐体を接続し、単一のスイッチとして機能させるオ機能を使用する。」とあります。
   • これはスイッチスタッキング（Stack）を指します。従って オ ＝ スタック です。
6. 以上より最終回答
   • ア：タグ
   • イ：12
   • ウ：帯域
   • エ：ルータ
   • オ：スタック

誤りやすいポイント

• IEEE 802.1adと802.1Qを混同し、タグ長を24 bitと誤記する。
• リンクアグリゲーションの効果を “負荷分散” や “冗長度” とだけ把握し、「帯域」を落としがち。
• VRFを「仮想ルーティングテーブル」と言い換えた結果、設問が求める「ルータ」という語を外す。
• スタッキングとMLAG（Multi-Chassis Link Aggregation）の区別が曖昧で、別解を書いてしまう。

FAQ

解答の論理構成

1. 【問題文】には「図2中の①〜③はフレーム番号であり、各フレームの送信箇所で採取されたフレームを表す。DAとSAには、それぞれ該当機器の宛先アドレス、送信元アドレスが入る。」とあります。
2. イーサネットフレームの宛先・送信元アドレス欄は、IEEE 802.3で規定された 48ビットの物理アドレス を格納します。
3. この48ビットの物理アドレスは一般に MACアドレス と呼ばれます。
4. したがって、SA（Source Address）とDA（Destination Address）の種別は「MACアドレス」となります。

誤りやすいポイント

• DA/SAをIPアドレスと勘違いする。イーサネットフレームはOSI第2層のヘッダであり、第3層のIPアドレスは含みません。
• 「VLAN ID付きだからVLANアドレス」と誤記する。VLANタグはTPID・TCIフィールドに入り、DA/SAとは無関係です。
• 「物理アドレス = ハードウェアアドレス」と書かずに別の表現を使い減点される。設問は“種別”を問うため、代表的名称「MACアドレス」を用いるのが安全です。

FAQ

解答の論理構成

• 送信元と宛先
  【問題文】に「サーバ1（以下、SV1という）からサーバ2（以下、SV2という）にフレームを送った場合」とあり、通信は一貫して SV1 → SV2 方向です。
• DA・SAフィールドの意味
  「DAとSAには、それぞれ該当機器の宛先アドレス、送信元アドレスが入る。」と明示されています。したがって、通信経路上でフレームの宛先装置と送信元装置が変わらない限り、DA／SAの対応機器も変わりません。
• スイッチ経由でもMACアドレスは書き換えなし
  スイッチはレイヤ2機器なので、フレームを転送しても DA／SAは保持 されます。タグを追加する「IEEE 802.1Qトンネリング」はVLAN IDをカプセル化するだけでMACアドレスを変更しません。
• ルータを経由していない
  図2ではL3SWが描かれていますが、VLANトンネリング区間ではルーティングを行わず、ブリッジングで転送しています。従ってMACアドレスは終端（SV1／SV2）のままです。
• したがって、フレーム①〜③のDA／SAはすべて同一であり、
  • DA：SV2
  • SA：SV1
  となります。

誤りやすいポイント

• フレーム②・③で DA／SAがL2SWやL3SWになる と勘違いする
  → ルータでなくスイッチ通過なので書き換えはありません。
• 「トンネリング＝トンネル端点のMACに変わる」と思い込む
  → IEEE 802.1QトンネリングはVLANタグを二重にするだけで、外側MACを変えません。
• L3SWを見て「レイヤ3だからMACは変化」と短絡的に判断
  → VLANトンネル区間ではレイヤ3機能を使わない構成です。

FAQ

解答の論理構成

1. 【問題文】には「このトンネリングは、顧客のVLANタグ付きのパケットを、更に別のVLANタグを付けることによってカプセル化する。これは、IEEE 802.1adによって標準化されている。」とあります。
   → IEEE 802.1ad（いわゆるQ-in-Q）は“2段のVLANタグ”を挿入する技術であり、外側と内側にそれぞれTag Protocol Identifier（TPID）とTag Control Information（TCI）が存在します。
2. 図2のフレーム番号②では既に1組の「TPID｜TCI」が示されています。
   → フレーム番号③は「NW基盤」内部で更に外側タグを付与した後の姿であり、網掛け部には“もう1組”の「TPID｜TCI」が加わるはずです。
3. Ethernetフレームは
   「DA｜SA｜TPID｜TCI｜Ether Type/Length｜DATA｜FCS」
   が基本構造です。Q-in-Qでは
   「DA｜SA｜外側TPID｜外側TCI｜内側TPID｜内側TCI｜Ether Type/Length …」
   となります。
4. 以上から、網掛け部を左から右へ分割すると
   「TPID｜TCI｜TPID」
   となり、その右に元々の「TCI」「Ether Type/Length …」が続く形になります。

誤りやすいポイント

• EtherType/Lengthを “TPID” と誤記する。TPIDはVLANタグ識別子であり、本来のEtherTypeはタグのさらに後ろに移動する点に注意が必要です。
• 「TPID｜TCI」を1組しか書かない。IEEE 802.1adは外側・内側の2組が存在するので、③では2個目のTPIDが必ず入ります。
• 「DA｜SA」の直後にいきなりデータが来ると誤解する。VLANタグを挿入するとEtherType/Lengthは後段にシフトします。

FAQ

解答の論理構成

1. 【問題文】では「（I）VLANを使用する複数の顧客に対して、物理的に共用するNWを提供する場合、幾つかの問題が発生してしまう」と述べています。
2. VLANは「VLAN用の ア は、32ビットで構成され、VIDには イ ビットが割り当てられる」という仕様です。
3. VIDが同一ならフレームは同一VLANとみなされるため、別々の顧客が同じVIDを設定するとフレームが混在し、「別々の顧客で使用しているVLAN IDが重複する」という問題が生じます。
4. また、VIDに割り当てられるビット数が限られる以上、作成できるVLAN数には上限があります。多数の顧客を収容すると「VLAN数に制限があるが、これを超える」という不足が発生します。
5. この二つが下線部（I）の具体的な問題であり、模範解答の①②と一致します。

誤りやすいポイント

• IEEE 802.1Qの制約を帯域不足やMTU拡張と混同しやすい。
• VIDの上限（理論値4,096）を「実質4,094」など細部にこだわり、本質である“数の制限”を答え忘れる。
• 「顧客間通信の盗聴リスク」だけを挙げ、“ID重複”と“数制限”の両方を示さず減点される。

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解答の導き方

1. FW の表現
   本文に「FWについては、Active-Standby構成で冗長化するので、管理用として別々のIPアドレスが必要となる。」とあります。FW稼働系とFW待機系は別々の管理対象なので、図3でもそれぞれ別の箱になっています（図3に既に描かれています）。
2. L3SW の表現
   本文に「L2SW、L3SWともに、複数の物理筐体を接続し、単一のスイッチとして機能させるオ機能を使用する。これによって、複数の筐体を一つのIPアドレスで管理できるようになる。」とあります。図1の3階にある2台のL3SWは、スタック機能によって1台として管理されるので、図3では「L3SW」の箱1つで表されます（図3に既に描かれています）。
3. L2SW の表現
   図1では、L2SWは2階（運用監視エリア）・3階・4階に2台ずつ、計6台あります。同じ階の2台はスタック機能で1台として管理されるので、監視システム上は各階に1台ずつ、計3台のL2SWとして表されます。図3には左側に1台（2階のL2SW）だけが描かれているので、残りの3階と4階のL2SWを追加します。
4. L3SW と L2SW 間の接続
   図1では、どの階のL2SWも2台のL3SWの両方に接続されています。本文に「図1のL3SWとL2SW間では、複数のリンクを単一のリンクとして扱うことができるリンクアグリゲーション機能を使用する。」とあるので、各階のL2SWとL3SWの間の複数のリンクは、監視システム上では1本のリンクとして表されます。したがって、追加する3階・4階のL2SWも、それぞれL3SWと1本の線で結びます。
5. 完成した図3
   L3SWの下に、既にある2階のL2SWに加えて、3階と4階のL2SWを1台ずつ描き、それぞれをL3SWと1本の線で結びます。解答例の図で太線・太枠になっている部分が、追加する3階・4階のL2SWとその接続です。

誤りやすいポイント

• 図1のL2SWを6台そのまま描いてしまう。同じ階の2台はスタック機能で1台として管理されます。
• L3SWとL2SWの間に、図1の物理配線どおり2本ずつ線を引いてしまう。リンクアグリゲーションによって1本のリンクとして扱われます。
• FW稼働系とFW待機系を1つにまとめてしまう。FWは管理用IPアドレスが別々です（図3に描かれているとおり）。

FAQ

解答の論理構成

1. 物理的に2本のケーブルを別々の筐体に接続すると、物理層ではリング形構成になりループが発生し得ます。問題文には「ループ発生による障害を排除」という要求があります。
2. ループを避ける古典的手段は「STPを動作させ、ブロックポートを設ける」ことです。STPはルート決定後に冗長パスを遮断し、論理的なツリーを構成してループを防ぎます。
3. もう一つの手段は、そもそもループを“リンクではなくする”方法です。問題文に「図1のL3SWとL2SW間では、複数のリンクを単一のリンクとして扱うことができるリンクアグリゲーション機能を使用する」とあります。リンクアグリゲーションを採用すれば複数ケーブルは1本の論理インタフェースとして扱われ、ループは発生しません。
4. したがって、両方のL2SWが対応できる2方式は
   ①「STPを動作させ、ブロックポートを設ける」
   ②「リンクアグリゲーションで、単一のリンクとして扱う」
   となります。

誤りやすいポイント

• 冗長リンク＝必ずリンクアグリゲーション、と決めつけてSTPを忘れる。
• STPを採用しても“必ず両方の経路が同時に使える”と勘違いし、ブロックポートの存在を想起できない。
• リンクアグリゲーションはL2SW同士で設定を合わせないと通信断を招く点を軽視しがち。
• VRRP・HSRPなどルータ冗長化プロトコルと混同し、L2の話であることを見落とす。

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解答の論理構成

1. 要件の整理
   • 【問題文】には「NW基盤には、複数のNWが収容されるので、それぞれのNWは、独立した環境を維持できるようにする方針である。」とあります。
   • さらにL3SWについては「VRF（Virtual Routing and Forwarding）機能を持たせる。これは、一つのルータやL3SWに、複数の独立した仮想エを稼働させる機能である。」と記載されています。
2. L3SWだけでなくFWでも独立性が必要
   • 顧客ごとにIPアドレスやポリシーが異なるため、FWも「顧客単位で分離」できなければ、VRFで分けたルーティング領域同士がFW内部で交差してしまいます。
   • したがってFWにもVRFと同様の“仮想化”が求められます。
3. 必要となる具体的機能
   • 一台の物理FW上で「複数の論理FWを同時に動作」させ、ポリシー・セッション・管理情報を互いに分離する機構が該当します。
   • これを端的にまとめると模範解答の「複数の独立したFW機能を、1台のFW装置で稼働させる機能」となります。
4. Active-Standby構成との両立
   • 【問題文】には「FWについては、Active-Standby構成で冗長化するので、管理用として別々のIPアドレスが必要となる。」とあります。
   • 冗長化と仮想化は排他ではなく、Active機とStandby機が“同一の仮想区画構成”を同期させることで可用性と独立性の両立が図れます。

誤りやすいポイント

• VRF＝FW機能と早合点し、「VRF機能を持つFW」と記述するとルータ機能と混同して減点対象になります。
• Active-Standbyの説明に終始し、「冗長化機能が必要」とだけ書くと“独立したFWを複数持つ”という本質が欠落します。
• 「マルチコンテキスト」「バーチャルドメイン」など製品依存の呼称をそのまま書き、設問趣旨（一般機能名）から外れるミスも頻発します。

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