ネットワークスペシャリスト午後I 事例記述令和元年 秋期
午後I 問1

問1 ネットワークの増強に関するネットワーク設計・運用

テーマ:ネットワークの増強とリンクアグリゲーション(LAG)を用いた設計・運用
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長文事例本文

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問1 ネットワークの増強に関する次の記述を読んで,設問1,2に答えよ。  Z社は,小規模なデータセンタ事業者である。Z社は,データセンタビル内で複数フロアにネットワーク設備を所有している。このたび,データセンタのネットワークの増強を行うために,実現方式と運用方法の見直しの検討を,ネットワーク技術者のCさんが担当することになった。 〔Z社の現行ネットワーク構成と増強案〕  Z社の現行ネットワーク構成と増強案を,図1に示す。
図1 Z 社の現行ネットワーク構成と増強案(抜粋) 拡大
図1 Z 社の現行ネットワーク構成と増強案(抜粋)
(1) 現行ネットワーク構成  Z社データセンタは,冗長性確保のためISPとマルチホーム接続をしており,接続先ISPとデータセンタは異なるAS番号で接続している。コアルータとISPとの間の冗長経路接続のためのルーティングプロトコルは,パスベクトル型ルーティングプロトコルである a が用いられている。コアルータとコアルータとの間,コアルータとL3SWとの間,L3SWとL3SWとの間のルーティングプロトコルは,リンクステート型ルーティングプロトコルであるOSPFが用いられている。OSPFエリアは一つであり, b エリアだけで構成されている。L3SW同士を接続している回線は,独立したIPセグメントになっている。  L2SWは顧客セグメントを収容するためのスイッチであり,各顧客セグメントへの接続のために,顧客ごとに一つのVLANを割り当て,2台のL2SWのそれぞれからCRに接続し,冗長性を確保している。  L3SWのL2SWへの接続ポートにはタグVLANを設定し,CR経由で顧客セグメントを接続している。L3SWはVRRPによってL3SW1とL3SW2,L3SW3とL3SW4がそれぞれ対になるように冗長化しており,マスタルータはL3SW1,L3SW3である。  CRは顧客が設置し,CR及び顧客セグメント内は顧客が構築,運用及び管理を行う。顧客は,2台のCRのZ社側のインタフェース(以下,インタフェースをIFという)にVRRPを設定する。  CRに顧客が設定したデフォルトルートのネクストホップは,L3SWで構成されるVRRPの仮想ルータのIPアドレス(以下,仮想ルータのIPアドレスを仮想IPアドレスという)になる。マスタルータが故障した際には,新しくマスタになったルータが c パケットをブロードキャストすることによってL2SWのMACアドレステーブルを更新する。  ビル3階とビル4階には,ビル管理会社によってシングルモード光ファイバとその両端にメディアコンバータ(以下,M/Cという)が提供されている。M/Cは光−電気変換を行う装置で,1000BASE-Tの制限距離を延伸するために用いている。ビル管理会社が提供するM/Cには,1000BASE-LX側IFがリンクダウンしたときに1000BASE-T側IFを自動でリンクダウンさせる機能はない。 (2) 増強案  Cさんに与えられた,ネットワーク増強に伴う設計方針は次のとおりであった。 ・新規顧客は,ビル3階が満床であるので,ビル4階の既設L2SW配下に収容する。 ・ビル4階の顧客について,ISPを経由する合計トラフィック量は,新規の顧客セグメントを含めて最大2Gビット/秒とする。 ・ビル3階のL3SW1,L3SW2,L2SW1,L2SW2間の回線の追加,及び顧客セグメントの変更は行わない。 ・Z社データセンタ内の回線が1か所切れた場合でも,トラフィックを輻輳させない。  Cさんは,コアルータからビル4階のL2SWまでの回線帯域の増強を検討する必要があると考え,回線を追加し,リンクアグリゲーション(以下,LAGという)で二つの回線を束ねる方式に関して,次のように検討した。  ①Link Aggregation Control Protocol(以下,LACPという)を設定する。LAGを構成する回線のうち1本が切れた場合には,②切れた回線を含む同一LAGを構成するIF全てを自動的に閉塞するように設定する。  LAGを構成する回線の負荷分散は,ハッシュ関数によって決定される。Z社の装置では,ハッシュ関数は[送信元MACアドレス,宛先MACアドレス]の組から計算する方法と,[送信元IPアドレス,宛先IPアドレス,送信元ポート番号,宛先ポート番号]の組から計算する方法の2通りが選択できる。③前者の方法では負荷分散がうまくいかない場合があるので,Cさんは後者の方法を選択した。 〔自社サービス提供状況の把握〕  Z社は,自社の通信装置の稼働状況を把握するために,顧客のデータが流れるネットワークとは独立した管理ネットワークを用い,監視装置から図2中に示したL2SWz1を経由して各監視対象装置の管理IFに対して監視を行っている。監視対象装置では管理IFと他のIFとの間でルーティングすることはできない。  現行の監視方法は,次のとおりである。 (i) d プロトコルを利用したpingによって,各監視対象装置の管理IFのIPアドレスに対して死活監視を行う。 (ii) SNMPによって,各監視対象装置からの状態変更通知である e を受信する。 (iii) SNMPによって,各監視対象装置から5分ごとに管理情報ベースである f を取得する。  Cさんは,現行の監視方法では自社の通信装置の故障は把握できるが,顧客へのサービスの提供状況をリアルタイムに把握することが難しいと考えた。  そこでCさんは,顧客へのサービスの提供状況を把握するために,④現行の監視方法に,次の監視方法を追加すれば良いと考えた。 ・監視装置を,新規に設置するL2SWz2経由で各コアルータに接続し,監視装置から顧客のデータが流れるネットワークへのパケットの疎通を確保する。 ・L3SWに,VRRPの仮想IPアドレスへのpingに応答する設定を行う。 ・監視装置を送信元,L3SWのVRRPの仮想IPアドレスを宛先とするpingによって監視を行う。  監視方法を追加した後の管理ネットワークの構成案を,図2に示す。
図2 監視方法を追加した後の管理ネットワークの構成案(抜粋) 拡大
図2 監視方法を追加した後の管理ネットワークの構成案(抜粋)
 Z社は,Cさんの検討結果を基にネットワークの増強プロジェクトを立ち上げた。

設問一覧 & 解答・演習

まずは解答を作成してみましょう。「解答例を見る」をクリックするとIPA公式解答例と採点基準が開きます。

設問1 (1) a記述問題
制限字数:20 字以内
本文中の a に入れる適切な字句を答えよ。
0 / 20 文字
設問1 (1) b記述問題
制限字数:20 字以内
本文中の b に入れる適切な字句を答えよ。
0 / 20 文字
設問1 (1) c記述問題
制限字数:20 字以内
本文中の c に入れる適切な字句を答えよ。
0 / 20 文字
設問1 (2)記号・選択式
L3SW1 と L3SW2 で行っている VRRP による冗長化において,L3SW1 や L3SW2 が受信するアドバタイズメントパケットはどの回線を通るか。経由する回線を図1 中のア〜スの中から選び,全て答えよ。
※記号ボタンをクリックするか、直接入力してください
設問1 (3)記号・選択式
現行ネットワークにおいて,顧客に割り当てている VLAN タグの付与が必須となる回線を図1 中のア〜スの中から選び,全て答えよ。
※記号ボタンをクリックするか、直接入力してください
設問1 (4)記述問題
制限字数:50 字以内
本文中の下線①について,静的 LAG ではなく LACP を設定することによって何が可能となるか。50 字以内で述べよ。
0 / 50 文字
設問1 (5)記述問題
制限字数:25 字以内
本文中の下線②について,L3SW3 と L2SW3 との間の LAG で IF を自動閉塞しない場合,どのような問題点があるか。“パケット”の字句を用いて 25 字以内で述べよ。
0 / 25 文字
設問1 (6)記述問題
制限字数:50 字以内
本文中の下線③について,前者の方式を選択したときに LAG の負荷分散が図1 の場合うまくいかないのはなぜか。50 字以内で述べよ。
0 / 50 文字
設問2 (1) d記述問題
制限字数:20 字以内
本文中の d に入れる適切な字句を答えよ。
0 / 20 文字
設問2 (1) e記述問題
制限字数:20 字以内
本文中の e に入れる適切な字句を答えよ。
0 / 20 文字
設問2 (1) f記述問題
制限字数:20 字以内
本文中の f に入れる適切な字句を答えよ。
0 / 20 文字
設問2 (2)記述問題
制限字数:10 字以内
L2SW3 と L2SW4 との間の LAG を構成する各回線のトラフィック量を把握するために必要な監視方法を,本文中の (i)〜(iii) から選び,そのローマ数字を答えよ。
0 / 10 文字
設問2 (3)記述問題
制限字数:40 字以内
本文中の下線④について,追加する監視方法では,自社サービスのどこからどこまでの区間の正常性を確認できるようになるか。該当する区間を,本文中の字句を用いて答えよ。
0 / 40 文字
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💡 推薦ポイント:午後I・午後IIの長文ネットワーク構成事例でどこに着目してパケットの流れや設定不備を読み解くか、実践的な解法プロセスを身につけられます。
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【出題趣旨】IPA公式発表
通信コンテンツがリッチになることで,ネットワークは広帯域化が求められている。また,ネットワーク断による影響が大きくなってきており,ネットワークの冗長化も求められてきている。 広帯域化と冗長化の両方を実現するためにリンクアグリゲーション(LAG)がよく用いられる。LAG を利用する際には,それに適した設計や運用を行う必要がある。 本問では,ネットワークの増強を題材に,回線の広帯域化,冗長化技術として定着しているLAG を用いたネットワークの設計及び運用についての技術と経験を問う。
【採点講評】IPA公式発表
問1 では,ネットワークの増強を題材に,回線の広帯域化,冗長化技術として定着しているリンクアグリゲーション(LAG)を用いたネットワークの設計及び運用について出題した。 設問1(2)は,正答率が低かった。VRRP を構成する2 台の装置がどの回線を経由して,互いの正常性を確認し合うかは,VRRP を用いて冗長性を確保するに当たり重要な点であるので,よく理解しておいてほしい。 設問1(4)は,正答率が低かった。LAG の利用時にLACP(Link Aggregation Control Protocol)を用いるのは一般的な構成であるが,なぜLACP を利用するのか,把握しておいてほしい。 設問2 は正答率が高かった。監視方式についての理解が高いことがうかがえた。
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