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情報処理安全確保支援士試験 2010年 春期 午前2 問18
図のような2台のレイヤ2スイッチ,1台のルータ,4台の端末からなるIPネットワークで,端末Aから端末Cに通信を行う際に,送付されるパケットのあて先IPアドレスである端末CのIPアドレスと,端末CのMACアドレスとを対応付けるのはどの機器か。ここで,ルータZにおいてプロキシARPは設定されていないものとする。
ア：端末A
イ：ルータ（正解）
ウ：レイヤ2スイッチX
エ：レイヤ2スイッチY
解説
端末CのIPアドレスとMACアドレスの対応付け機器はどれか【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：端末CのIPアドレスとMACアドレスの対応付けはルータが行います。
- 根拠：異なるネットワーク間の通信では、送信元は宛先のMACアドレスを直接知らず、ルータがARPを代行するためです。
- 差がつくポイント：プロキシARPが設定されていない場合、ルータは自身のインターフェースのMACアドレスを返し、端末間のMACアドレス解決はルータが担当します。
正解の理由
端末Aから端末Cへ通信する際、両者は異なるレイヤ2ネットワーク（異なるスイッチ配下）に存在し、IPアドレスは異なるサブネットに属しているため、端末Aは端末CのMACアドレスを直接知りません。
このため、端末Aは宛先IPアドレスが端末Cのものであっても、まず自分のデフォルトゲートウェイ（ルータZ）のMACアドレスをARPで解決します。
ルータZは端末CのIPアドレスに対応するMACアドレスを管理し、必要に応じてARP要求を送信してMACアドレスを取得します。
したがって、IPアドレスとMACアドレスの対応付けを行うのはルータZであり、選択肢の中ではイ: ルータが正解です。
このため、端末Aは宛先IPアドレスが端末Cのものであっても、まず自分のデフォルトゲートウェイ（ルータZ）のMACアドレスをARPで解決します。
ルータZは端末CのIPアドレスに対応するMACアドレスを管理し、必要に応じてARP要求を送信してMACアドレスを取得します。
したがって、IPアドレスとMACアドレスの対応付けを行うのはルータZであり、選択肢の中ではイ: ルータが正解です。
よくある誤解
端末同士が直接MACアドレスを解決すると誤解しがちですが、異なるネットワーク間ではルータが仲介し、MACアドレスの対応付けを代行します。
また、レイヤ2スイッチはMACアドレステーブルを持ちますが、IPアドレスとの対応付けは行いません。
また、レイヤ2スイッチはMACアドレステーブルを持ちますが、IPアドレスとの対応付けは行いません。
解法ステップ
- 端末Aと端末Cが同一ネットワークか確認する（異なるネットワークである）。
- 異なるネットワーク間通信では、送信元は宛先MACアドレスを知らず、デフォルトゲートウェイのMACアドレスを使う。
- ルータはIPアドレスとMACアドレスの対応付け（ARP）を管理し、端末のMACアドレスを解決する。
- プロキシARPが設定されていないため、ルータは自身のMACアドレスを返すが、端末CのMACアドレスはルータが把握している。
- よって、IPとMACの対応付けを行う機器はルータであると判断する。
選択肢別の誤答解説
- ア: 端末A
端末Aは送信元であり、宛先のMACアドレスを解決する役割は持ちません。 - イ: ルータ
正解。異なるネットワーク間のMACアドレス解決を行う機器です。 - ウ: レイヤ2スイッチX
レイヤ2スイッチはMACアドレステーブルを持ちますが、IPアドレスとの対応付けは行いません。 - エ: レイヤ2スイッチY
同様にMACアドレスの学習はしますが、IPアドレスとの対応付けはできません。
補足コラム
ARP（Address Resolution Protocol）はIPアドレスからMACアドレスを解決するプロトコルで、同一ネットワーク内で動作します。
異なるネットワーク間通信では、送信元は宛先のMACアドレスを知らず、ルータのMACアドレスを使ってパケットを送信します。
プロキシARPが有効ならルータが宛先のMACアドレスを代理応答しますが、問題文では設定されていないためルータ自身のMACアドレスを返します。
異なるネットワーク間通信では、送信元は宛先のMACアドレスを知らず、ルータのMACアドレスを使ってパケットを送信します。
プロキシARPが有効ならルータが宛先のMACアドレスを代理応答しますが、問題文では設定されていないためルータ自身のMACアドレスを返します。
FAQ
Q: なぜ端末Aは端末CのMACアドレスを直接知らないのですか？
A: 端末Aと端末Cは異なるネットワークに属しており、MACアドレスは同一レイヤ2ネットワーク内でのみ有効なためです。
A: 端末Aと端末Cは異なるネットワークに属しており、MACアドレスは同一レイヤ2ネットワーク内でのみ有効なためです。
Q: レイヤ2スイッチはMACアドレスを管理しているのに、なぜIPアドレスとの対応付けはできないのですか？
A: レイヤ2スイッチはフレームの転送にMACアドレスを使いますが、IPアドレスはレイヤ3の情報であり、対応付けはルータなどのレイヤ3機器が行います。
A: レイヤ2スイッチはフレームの転送にMACアドレスを使いますが、IPアドレスはレイヤ3の情報であり、対応付けはルータなどのレイヤ3機器が行います。
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