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平成28年度春 応用情報技術者試験 午後問5 ネットワーク 設問1 合格率アップ!動画付き解説

問5 スイッチ間の接続経路の冗長化に関する次の記述を読んで、設問1~4に答えよ。

R社は、社員200名の医療機器の販売会社であり、本社で、部署1サーバと部署2サーバを運用している。

本社LANの構成を図1に示す。

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図1に示したように、L2SW1のp1とp2にはVLAN10が設定されており、部署1サーバは部署1のPCだけが利用できる。

L2SW1のp3とp4にはVLAN20が設定されており、部署2サーバは部署2のPCだけが利用できる。

〔障害の発生と対応作業〕 

月末の繁忙時、部署1のPCから部署1サーバが利用できなくなったと情報システム課に連絡があった。

連絡を受けたS君が対応作業を行った。

S君は、まずL2SW1のLEDランプの状態を確認した。

L2SW1の電源LEDランプはaしていたが、p2のリンクLEDランプが消灯していたので、L2SW1とbの間の経路障害と判断した。

そこで、p2に接続されたLANケーブルを、L2SW1の空きポートp10に接続し直したところ、p10のリンクLEDランプが点灯したので、障害が復旧したと考えた。

しかし、部署1のPCから部署1サーバは利用できないままだった。

S君は、①L2SW1に追加設定が必要であったことに気付き、追加設定を行って障害から復旧させ、後日、L2SW1を交換した。

このような障害を再発させないために、上司のT主任は、L2SW間の経路の冗長化を検討するようS君に指示した。

S君は、STP(Spannig Tree Protocol)によるL2SW間の経路の冗長化について検討した。

〔STPの導入検討〕

L2SW間にLANケーブルを増設して経路を冗長化すると、経路がc構成になり、dストームが発生する。

STPは、c構成となった経路の一部をフレームが流れないようにブロックすることで論理的にツリー構成に変更して、経路の冗長化を可能にするプロトコルである。

S君は、L2SWを3台、サーバとPCを2台ずつ用意し、テストLANを構築してSTPの動作確認を行うことにした。

テストLANの構成を図2に示す。

3台のL2SWに、図2中の注記に示す設定を行った。

注記の設定によって、L2SW1がルートブリッジになり、L2SW2とL2SW3の間の経路がブロックされてツリー構成になる。

各L2SWにサーバ又はPCを接続し、その後、L2SW間を接続してSTPを稼働させた。

各サーバとPCには、それぞれ図1と同じネットワーク情報を設定した。

なお、図2のテストLANの各機器は、本番環境を想定して図1と同一名称とした。

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S君は図2のテストLAN構築後、次の手順で動作確認を行った。

・PC1及びPC2から、それぞれの部署サーバの利用は問題なく行えた。

・L2SW2のp1に接続されたケーブルを抜いて、経路が再構成されるまで約50秒待った。

・PC1から部署1サーバまでの経路は、L2SW3経由で再構成されたが、②PC1から部署1サーバが利用できなかった

そこで、PC2をL2SW2のp3に接続し直して部署2サーバにアクセスしたところ、部署2サーバは利用できた。

テスト結果の報告を受けたT主任は、本社LANのL2SW間の経路を、STPを利用して図2の構成で冗長化するときは、新たなVLAN設定が必要になることをS君に説明した。

T主任が説明した新たなVLAN設定を表1に示す。

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STPを利用する場合、設定が複雑なので運用が困難になることが考えられた。

そこで、S君は、別の方法を調査したところ、経路の冗長化にリンクアグリゲーション(以下、LAという)が利用できることが分かったので、LAの導入検討を行った。

〔LAの導入検討〕

LAは、複数のイーサネット回線を論理的に束ね、1本の回線であるかのように扱う技術である。

使用中のL2SWを調べたところ、LAに対応していることが分かった。

LAを導入する場合は、図1中のVLAN設定に加え、L2SW1へのVLANの追加設定とLAの設定を行うことになる。

LA導入時の本社LANの構成を図3に示す。

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図3中の設定によって、例えば、L2SW1のp2とL2SW2のp1を接続する経路に障害が発生しても、L2SW1のp5とL2SW2のp2を接続する経路だけを使って、部署1のPCは、継続して部署1サーバを利用できる。

以上の検討から、図1の本社LANでL2SW間の経路を冗長化する場合、③図3のLAの構成は、図2のSTPの構成に比べて利点が多いことが分かった。

S君が検討結果をT主任に報告したところ、T主任からLAの導入を進めるよう指示を受けた。

設問1

本文中のadに入れる適切な字句を解答群の中から選び、記号で答えよ。

解答群

  1. L2SW2
  2. L2SW3
  3. 消灯
  4. スター 
  5. 点灯
  6. ブロードキャスト
  7. ユニキャスト
  8. ループ

解説

aには「オ 点灯」が入ります!

問題文より、サーバに繋がらない理由は経路障害である記載があり、電源は問題ないと考えられることからL2SW1の電源LEDランプは「点灯」しています!


bには「ア L2SW2」が入ります!

図1 本社LANの構成(抜粋)をみると、部署1はVLANで接続されています。今回部署1のPCから部署1サーバに接続できないので、L2SW1と「L2SW2」で経路障害が発生したと考えられます!


cには「ク ループ」が入ります!

単純にL2SW間にLANケーブルを増設し、経路を冗長化しても、ループしてしまいます。そこでSTPを利用します。STPとは、フレームをブロックすることで、論理的にネットワークをツリー構造とし、ループを防ぎます。


dには「カ ブロードキャスト」が入ります!

ループしたネットワークにブロードキャストが流れると転送が無限にされます。これをブロードキャストストームといいます。この状態になるとネットワークがとまります。

設問2

本文中の下線①について、設定する内容を20字以内で述べよ。

解説

答えは「p10にVLAN10を設定する」です!

下線①は「L2SW1に追加設定が必要であった」です!

空ポートp10にLANケーブルを接続しただけではネットワークに繋がりません。理由はVLANを利用しているからです。

部署1とサーバ1はVLAN10を利用しているので、「p10にVLAN10を設定する」必要があります!

設問3

〔STPの導入検討〕について、(1)、(2)に答えよ。

(1) 本文中の下線②において、PC1が部署1サーバのMACアドレスを取得するためにARPフレームを送信したとき、ARPフレームが到達するサーバ名を、図2中の名称で答えよ。また、PC1から部署1サーバが利用できなくなった理由を30字以内で述べよ。

(2) 表1中のefに入れる適切なVLAN名を答えよ。

解説

(1)

ARPフレーム送信で到達するサーバ名は「部署2サーバ」です!

p1から部署1サーバが利用できなくなった理由は「PC1と部署1サーバが所属するVLANが異なるから」です!

L2SW2のp1のLANケーブルを抜くと、L2SW2のp2からL2SW3→L2SW1を経由してARPが流れます。このとき、設定上VLAN20となっているため(PC1がVLAN20となります)、VLAN10の部署サーバ1にはARPが流れません。

これは、「PC1と部署1サーバが所属するVLANが異なるから」です。


(2)

eにはVLAN10が入ります!

L2SW2のp3はVLAN10しか利用しませんので設定するVLAN名は「VLAN10」となります。

fにはVLAN20が入ります!

L2SW3のp3はVLAN20しか利用しませんので設定するVLAN名は「VLAN20」となります。

設問4

本文中の下線③について、利点として適切なものを解答群の中から全て選び、記号で答えよ。

解答群

  1. PCを異なる部署のL2SWに接続し、元の部署のPCとして利用する場合、追加設定が少ない。
  2. 経路障害が発生したとき、通信が中断したとしても短時間で済む。
  3. 経路障害が発生しても、L2SW2及びL2SW3の負荷は増加しない。
  4. 追加するケーブル本数が少ない。

解説

下線③は「図3のLAの構成は、図2のSTPの構成に比べて利点が多い」です!

正解の1つは「イ 経路障害が発生したとき通信が中断しても短時間ですむ」です!

LAは10本のうち1本に障害が発生しても、残り9本で通信し、速度が遅くなることがあってもネットワークが利用できます。

仮に10本に障害が起こってもケーブルを替えるだけで障害が回復します。

STPの場合、ケーブル交換後50秒再設定にかかります。

もう1つの正解は「ウ 経路障害が発生しても、L2SW2及びL2SW3の負荷は増加しない」です!

STPを利用した場合、経路障害が発生するとL2SW2の場合はL2SW3を経由、L2SW3の場合は、L2SW2を経由するため、L2SWの負荷が増えます。

LAの場合は別L2SWに経由する必要がないため、別のL2SWに負荷はかかりません。


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