ネットワークスペシャリスト午後I 事例記述令和5年 春期
午後I 問1
問1 Webシステム更改に伴うHTTP/2導入とクラウド接続に関するネットワーク設計
テーマ：HTTP/2導入およびクラウド接続に伴うネットワーク設計・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1 Webシステムの更改に関する次の記述を読んで，設問に答えよ。
G社は，一般消費者向け商品を取り扱う流通業者である。インターネットを介して消費者へ商品を販売するECサイトを運営している。G社のECサイトは，G社データセンターにWebシステムとして構築されているが，システム利用者の増加に伴って負荷が高くなってきていることや，機器の老朽化などによって，Webシステムの更改をすることになった。
〔現行のシステム構成〕
G社のシステム構成を図1に示す。
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・WebシステムはDMZに置かれたWebサーバ，DNSサーバ及びサーバセグメントに置かれたAPサーバから構成される。
・ECサイトのコンテンツは，あらかじめ用意された静的コンテンツと，利用者からの要求を受けてアプリケーションプログラムで生成する動的コンテンツがある。
・WebサーバではHTTPサーバが稼働しており，静的コンテンツはWebサーバから直接配信される。一方，APサーバの動的コンテンツは，Webサーバで中継して配信される。この中継処理の仕組みを a プロキシと呼ぶ。
・DMZのDNSサーバは，G社のサービス公開用ドメインに対する b DNSサーバであると同時に，サーバセグメントのサーバがインターネットにアクセスするときの名前解決要求に応答する c DNSサーバである。
〔G社 Webシステム構成見直しの方針と実施内容〕
G社は，Webシステムの更改に伴うシステム構成の変更について次の方針を立て，担当者として情報システム部のHさんを任命した。
・Webシステムの一部のサーバをJ社が提供するクラウドサービスに移行する。
・通信の効率化のため，一部にHTTP/2プロトコルを導入する。
Hさんは，システム構成変更の内容を次のように考えた。
・DMZのWebサーバで行っていた処理をJ社クラウドサービス上の仮想サーバで行うよう構成を変更する。また，この仮想サーバは複数台で負荷分散構成にする。
・重要なデータが格納されているAPサーバは，現構成のままG社データセンターに残す。
・J社の負荷分散サービス（以下，仮想LBという）を導入する。仮想LBは，HTTPリクエストに対する負荷分散機能をもち，HTTP/1.1プロトコルとHTTP/2プロトコルに対応している。
・Webブラウザからのリクエストを受信した仮想LBは，リクエストのURLに応じてAPサーバ又はWebサーバに振り分ける。
・Webブラウザと仮想LBとの間の通信をHTTP/2とし，仮想LBとAPサーバ及びWebサーバとの間の通信をHTTP/1.1とする。
Hさんが考えたWebブラウザからサーバへのリクエストを図2に示す。
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Hさんは，次にHTTP/2プロトコルについて調査を行った。
〔HTTP/2の概要と特徴〕
HTTP/2は，HTTP/1.1との互換性を保ちながら主に通信の効率化を目的とした拡張が行われている。Hさんが注目したHTTP/2の主な特徴を次に示す。
・通信の多重化：HTTP/1.1には，同一のTCPコネクション内で通信を多重化する方式としてHTTPパイプラインがあるが，HTTP/2では，TCPコネクション内で複数のリクエストとレスポンスのやり取りを d と呼ばれる仮想的な通信路で多重化している。①HTTPパイプラインは，複数のリクエストが送られた場合にサーバが返すべきレスポンスの順序に制約があるが，HTTP/2ではその制約がない。
・ヘッダー圧縮：HPACKと呼ばれるアルゴリズムによって，HTTPヘッダー情報がバイナリフォーマットに圧縮されている。ヘッダーフィールドには， e ，:scheme，:pathといった必須フィールドがある。
・フロー制御： d ごとのフロー制御によって，一つの d がリソースを占有してしまうことを防止する。
・互換性：HTTP/2は，HTTP/1.1と互換性が保たれるように設計されている。一般的にHTTP/2は，HTTP/1.1と同じく“https://”のURIスキームが用いられる。そのため，通信開始処理において f プロトコルの拡張の一つである②ALPN（Application-Layer Protocol Negotiation）を利用する。
〔HTTP/2における通信開始処理〕
HTTP/2では，通信方法として，h2という識別子で示される方式が定義されている。その方式の特徴を次に示す。
・TLSを用いた暗号化コネクション上でHTTP/2通信を行う方式である。
・TLSのバージョンとして1.2以上が必要である。
・HTTP/2の通信を開始するときに，ALPNを用いて③クライアントとサーバとの間でネゴシエーションを行う。
Hさんが理解したh2の通信シーケンスを図3に示す。
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このシーケンスによって，上位プロトコルがHTTP/2であることが決定される。
〔新Webシステム構成〕
Hさんは新たなWebシステムの構成を考えた。Hさんが考えた新Webシステム構成を図4に示す。
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図4の新Webシステム構成に関するHさんの考えを次に示す。
・J社クラウドのVPCサービスを用いて，G社用VPCを確保する。G社用VPCセグメントではIPアドレスとして，172.21.10.0/24を用いる。
・G社用VPCセグメントの仮想ルータとG社データセンターのL3SWとの間を，J社が提供する専用線接続サービスを利用して接続する。専用線接続のIPアドレスとして，172.21.11.0/24を用い，L3SWのIPアドレスを172.21.11.1とし，仮想ルータのIPアドレスを172.21.11.2とする。
・G社データセンターとJ社クラウドとの間で通信できるように，L3SW及び仮想ルータに表1の静的経路を設定する。
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・G社用VPCセグメント中に，仮想サーバを複数起動し，Webサーバとする。
・G社用VPCセグメントのWebサーバは静的コンテンツを配信する。
・G社データセンターのサーバセグメントのAPサーバは動的コンテンツを配信する。
・Webサーバ及びAPサーバは，これまでと同様にG社データセンターのDMZのDNSサーバを利用して名前解決を行う。
Hさんは，J社クラウドの仮想LBの仕様について調べたところ，表2に示す動作モードがあることが分かった。
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④Hさんは，今回のシステム構成の変更内容を考慮して仮想LBで設定すべき動作モードを決めた。
Hさんは，ここまでの検討内容を情報システム部長へ報告し，承認を得た。
拡大図1 G社のシステム構成（抜粋）
拡大図2 Webブラウザからサーバへのリクエスト
拡大図3 h2の通信シーケンス（抜粋）
拡大図4 新Webシステム構成（抜粋）
拡大表1 静的経路設定
拡大表2 仮想LBの動作モード
設問一覧 ＆ 解答・演習
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設問1 [ a ]記号・選択式
本文中の空欄 a に入れる適切な字句を答えよ。
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設問1 [ b ]記号・選択式
本文中の空欄 b に入れる適切な字句を答えよ。
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設問1 [ c ]記号・選択式
本文中の空欄 c に入れる適切な字句を答えよ。
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設問1 [ d ]記号・選択式
本文中及び図3中の空欄 d に入れる適切な字句を答えよ。
※直接入力してください
設問1 [ e ]記号・選択式
本文中の空欄 e に入れる適切な字句を答えよ。
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設問1 [ f ]記号・選択式
本文中の空欄 f に入れる適切な字句を答えよ。
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設問2 (1)記述問題
制限字数：35 字以内
本文中の下線①について，複数のリクエストを受けたサーバは，それぞれのリクエストに対するレスポンスをどのような順序で返さなければならないか。35字以内で答えよ。
0 / 35 文字
設問2 (2)記述問題
制限字数：30 字以内
本文中の下線②について，ALPNを必要とする目的は何か。30字以内で答えよ。
0 / 30 文字
設問3 (1)記号・選択式
本文中の下線③について，h2のネゴシエーションが含まれるシーケンス部分を，図3中の(a)〜(i)の記号で全て答えよ。
※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3 (2)記述問題
制限字数：35 字以内
本文中の下線③について，ネゴシエーションでクライアントから送られる情報は何か。35字以内で答えよ。
0 / 35 文字
設問4 (1) [ ア ]記号・選択式
表1中の ア に入れる適切なIPアドレス（プレフィックス長含む）を答えよ。
※直接入力してください
設問4 (1) [ イ ]記号・選択式
表1中の イ に入れる適切なIPアドレスを答えよ。
※直接入力してください
設問4 (1) [ ウ ]記号・選択式
表1中の ウ に入れる適切なIPアドレスを答えよ。
※直接入力してください
設問4 (2) 動作モード記号・選択式
本文中の下線④について，Hさんが決めた動作モードを答えよ。
※直接入力してください
設問4 (2) 理由記述問題
制限字数：35 字以内
本文中の下線④について，Hさんが決めた動作モードの理由を“HTTP/2”という字句を用いて35字以内で答えよ。
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5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。