ネットワークスペシャリスト午後I 事例記述令和3年 春期
午後I 問3
問3 通信品質の確保に関するネットワーク設計・構築
テーマ：通信品質の確保に関するネットワーク設計・構築
左右2分割表示：左側の問題文をスクロールしながら右側の設問に解答できます
長文事例本文
図表クリックで拡大問3 通信品質の確保に関する次の記述を読んで，設問1〜4に答えよ。
Y社は，機械製品の輸入及び国内販売を行う社員数500名の商社であり，本社のほかに5か所の営業所（以下，本社及び営業所を拠点という）をもっている。このたび，Y社では，老朽化した電話設備を廃棄して，Z社の音声クラウドサービス（以下，電話サービスという）を利用することで，電話設備の維持管理コストの削減を図ることにした。情報システム部のX主任が，電話サービス導入作業を担当することになった。
〔現状の調査〕
X主任は，既設の電話設備の内容について総務部の担当者から説明を受け，現在の全社のネットワーク構成をまとめた。Y社のネットワーク構成を，図1に示す。
拡大
Y社のネットワークの使用方法を次に示す。
・社員は，本社のDMZのプロキシサーバ経由でインターネットにアクセスするとともに，本社のサーバ室の複数のサーバを利用している。
・拠点間の内線通話は，IP-GWを介して広域イーサ網経由で行っている。
〔電話サービス導入後のネットワーク構成〕
次に，X主任は，電話サービスの仕様を基に，図2に示す，電話サービス導入後のネットワーク構成を設計した。
拡大
図2中のaにはVLAN10，bにはVLAN15，c，d，eにはVLAN20，fにはVLAN100，gにはVLAN150，hにはVLAN25，iにはVLAN200，jにはVLAN210というVLANがそれぞれ設定されている。
ITELは，PoEの受電機能をもつ製品を導入してITEL用の電源タップを不要にする。PCは，ITELのPC接続用のポートに接続する。①営業所のL2SW及び本社のL2SW01とL2SW02は，PoEの給電機能をもつ製品に交換する。
電話サービス導入後は，音声を全てIPパケット化し，データパケットと一緒にLAN上に流す。Y社が利用するVoIP（Voice over Internet Protocol）では，音声の符号化にG.729として標準化されたCS-ACELPが使用される。CS-ACELPのビットレートは，akビット／秒であり，音声をIPパケット化してLAN上に流すと，イーサネットフレームヘッダのほかに，IP，b及びRTPヘッダが付加されるので，1回線当たり34.4kビット／秒の帯域が必要となる。しかし，全社員が同時に通話した場合でも，本社のLANの帯域には余裕があると考えた。
電話サービスには，本社のIPsecルータ経由で接続する。電話サービスは，Y社から送信された外線通話の音声パケットをGWで受信し，セッション管理を行う。
X主任は，図2の構成への変更作業完了後，電話サービスの運用テストを実施し，問題なく終了したので，電話サービスに切り替えた。
〔電話サービスで発生した問題と対策〕
電話サービスへの切替後のあるとき，eLNサーバで提供する動画コンテンツの情報セキュリティ基礎コース（以下，S基礎コースという）を，3日間で全社員に受講させることが決まった。受講日は部署ごとに割り当てられた。
受講開始日の昼過ぎ，本社や営業所の電話利用者から，通話が途切れるというクレームが発生した。X主任は，S基礎コースの受講を停止させて原因を調査した。調査の結果，eLNサーバからS基礎コースの動画パケットが大量に送信されたことが分かった。大量の動画パケットがL3SW0に入力されたことによって，L3SW0で音声パケットの遅延又はcが発生したことが原因であると推定できた。
そこで，X主任は，本社のITEL，L3SW0，L2SW01及びL2SW02と，全営業所のITEL，L3SW及びL2SWに，音声パケットの転送を優先させる設定を行うことにした。例として，本社と営業所1に設定した優先制御の内容を次に示す。
（レイヤ2マーキングによる優先制御）
・ITEL，L2SW01，L2SW02及びL2SW1に，CoS（Class of Service）値を基にしたPQ（Priority Queuing）による優先制御を設定する。
・ITELにはVLAN機能があるので，音声フレームとPCが送受信するデータフレームを異なるVLANに所属させ，②ITELのアップリンクポートにタグVLANを設定する。
・L2SW01に接続するITELには，VLAN100とVLAN105を，L2SW02に接続するITELには，VLAN150とVLAN155を，L2SW1に接続するITELには，VLAN210とVLAN215を設定する。
・ITELは，音声フレームとデータフレームに異なるCoS値を，フレーム内のTCI（Tag Control Information）の上位3ビットにマーキングして出力する。
・ITELとL3SWに接続する，L2SW01，L2SW02及びL2SW1のポートには，それぞれキュー1とキュー2の二つの出力キューを作成し，キュー1を最優先キューとする。最優先の設定によって，キュー1のフレーム出力が優先され，キュー1にフレームがなくなるまでキュー2からフレームは出力されない。
・L2SW01，L2SW02及びL2SW1ではCoS値を基に，③音声フレームをキュー1，データフレームをキュー2に入れる。
（レイヤ3マーキングによる優先制御）
・L3SWに，Diffserv（Differentiated Services）による優先制御を設定する。
・優先制御は，PQとWRR（Weighted Round Robin）を併用する。
・L3SWのf〜jには，キュー1〜キュー3の3種類の出力キューを作成し，キュー1はPQの最優先キューとし，キュー2とキュー3より優先させる。キュー2には重み比率75％，キュー3には重み比率25％のWRRを設定する。a〜eの出力キューでは，優先制御は行わない。
・アから受信したフレームにはCoS値がマーキングされているので，CoS値に対応したDSCP（Diffserv Code Point）値を，IPヘッダのdフィールドをDSCPとして再定義した6ビットにマーキングする。
・イから受信したパケットは，音声パケット，eLNサーバのパケット（以下，eLNパケットという），その他のデータパケット（以下，Dパケットという）の3種類に分類し，対応するDSCP値をマーキングする。
・L3SWの内部のルータは，受信したパケットの出力ポートを経路表から決定し，DSCP値を基に，音声パケットをキュー1，④eLNパケットをキュー2，Dパケットをキュー3に入れる。
上記の設定を行った後にS基礎コースの受講を再開したが，本社及び営業所の電話利用者からのクレームは発生しなかった。X主任は，優先制御の設定によって問題が解決できたと判断し，システムの運用を継続させた。
拡大図1 Y社のネットワーク構成
拡大図2 電話サービス導入後のネットワーク構成
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 [ a ]記述問題
制限字数：10 字以内
本文中の a に入れる適切な字句又は数値を答えよ。
0 / 10 文字
設問1 [ b ]記述問題
制限字数：10 字以内
本文中の b に入れる適切な字句又は数値を答えよ。
0 / 10 文字
設問1 [ c ]記述問題
制限字数：10 字以内
本文中の c に入れる適切な字句又は数値を答えよ。
0 / 10 文字
設問1 [ d ]記述問題
制限字数：10 字以内
本文中の d に入れる適切な字句又は数値を答えよ。
0 / 10 文字
設問2 (1)記述問題
制限字数：20 字以内
〔現状の調査〕について、図1において、音声信号がIPパケット化される通話はどのような通話か。本文中の字句を用いて答えよ。
0 / 20 文字
設問2 (2)記述問題
制限字数：20 字以内
〔現状の調査〕について、図1中のIP-GWは、音声パケットのジッタを吸収するためのバッファをもっている。しかし、バッファを大きくし過ぎるとスムーズな会話ができなくなる。その理由を、パケットという字句を用いて、20字以内で述べよ。
0 / 20 文字
設問3 (1)記述問題
制限字数：10 字以内
〔電話サービス導入後のネットワーク構成〕について、図1中に示した現在の回線数を維持する場合、図2中のL3SW0のポートaから出力される音声パケットの通信量の最大値を、kビット／秒で答えよ。
0 / 10 文字
設問3 (2)記述問題
制限字数：20 字以内
〔電話サービス導入後のネットワーク構成〕について、本文中の下線①のL2SWに、PoE未対応の機器を誤って接続した場合の状態について、PoEの機能に着目し、20字以内で述べよ。
0 / 20 文字
設問4 (1)記述問題
制限字数：30 字以内
〔電話サービスで発生した問題と対策〕について、本文中の下線②について、レイヤ2のCoS値を基にした優先制御にはタグVLANが必要になる。その理由を、30字以内で述べよ。
0 / 30 文字
設問4 (2)記述問題
制限字数：5 字以内
〔電話サービスで発生した問題と対策〕について、優先制御の設定後、L3SW0の内部のルータに新たに作成されるVLANインタフェースの数を答えよ。
0 / 5 文字
設問4 (3)記述問題
制限字数：20 字以内
〔電話サービスで発生した問題と対策〕について、本文中の下線③の処理が行われたとき、キュー1に音声フレームが残っていなくても、キュー1に入った音声フレームの出力が待たされることがある。音声フレームの出力が待たされるのはどのような場合か。20字以内で答えよ。このとき、L2SWの内部処理時間は無視できるものとする。
0 / 20 文字
設問4 (4)記号・選択式
〔電話サービスで発生した問題と対策〕について、本文中の ア, イ に入れるポートを、図2中のa〜jの中から全て答えよ。
【選択肢】 クリックして選択（複数選択可）
選択中の解答:未選択（上の選択肢ボタンをクリックしてください）
設問4 (5)記述問題
制限字数：35 字以内
〔電話サービスで発生した問題と対策〕について、本文中の下線④について、eLNパケットをDパケットと異なるキュー2に入れる目的を、35字以内で述べよ。
0 / 35 文字
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【出題趣旨】IPA公式発表
【採点講評】IPA公式発表
本問に関連するネットワークスペシャリスト重要用語解説
本番形式・制限時間付きで演習する
令和3年 春期 午後I（3問中2問選択・90分）を実戦演習モードで通し解答し、総合採点を受けられます。