NWネットワークスペシャリスト試験 午後Ⅰ

平成24年度秋期 ネットワークスペシャリスト 午後Ⅰ 問2

事例を読んで設問の答えを考えてから、解説のポイントとIPA公式の解答例・採点講評で確認しましょう。

問題

問2 無線LANシステムの構築に関する次の記述を読んで,設問1~3に答えよ。 A社は,中堅規模の情報処理サービス会社である。A社の業務拠点は,システム開発部門や管理部門のある本社,大型コンピュータ,サーバ,ストレージなどを設置してシステム運用を行うデータセンタ(以下,DCという)と,帳票の印刷,媒体や印刷物の受取,送付などのBPO(Business Process Outsourcing)業務を行うBPOセンタ(以下,BCという)の三つであり,各拠点は都内及び近郊にある。DCには,システム開発とBPO業務に必要な自社保有の機器の他,顧客から運用を委託されている機器が設置されている。各拠点の社員は,DC内のサーバにアクセスして業務を行っている。BCは,拠点としては一つであるが,近隣の複数のビルに分散している。今般,効率面及びセキュリティ上の問題から,BCを一つのビルに統合することになった。 〔BCの統合計画〕 統合後のBCには,通常のオフィススペースだけでなく,大型のプリンタ,磁気テープ装置,ネットワーク機器などを設置するマシン室と,帳票や媒体を取り扱う作業場所を設置する。通常のオフィススペースには,従来どおりの有線LANを用意するが,作業場所は,柔軟にレイアウトを変更できるように,無線LANとノートPCを導入する。計画に当たり,情報システム部のB君が,BCのネットワーク構成の詳細検討を任された。B君が考えたネットワーク構成の概要を,図1に示す。 図1 ネットワーク構成の概要 〔WLCとAPの検討〕 B君は,既に無線LANを導入している本社の経験を基に,ネットワーク担当者の運用負荷の軽減と効率向上を考慮し,BCにWLCを導入することにした。ネットワーク担当者は本社で業務を行っており,WLCを利用すれば,遠隔地のBCへ出向く回数が抑えられると考えたからである。導入予定のWLCは,本社に導入したAPと同じメーカの製品であり,次のような機能がある。 ・APの構成と設定を管理する。 ・APのステータスを監視する。 ・AP同士の電波干渉を検知する。 WLCのベンダからは,本社のAPも,このWLCで管理できるという説明を受けたが,まずはBCに設置するAPを管理することを目標にして,検討を進めた。BCに導入するAPは,電源コンセントの位置を気にしなくて済むように,LANケーブルから電力を取れるPoE(Power over Ethernet)に対応するものを選定した。PoEは,IEEE【ア】afとして規格化されており,給電側の機器をPSE(Power Sourcing Equipment),受電側の機器をPD(Powered Device)という。【イ】は,機器が接続されると,【ウ】に対応している機器かどうかチェックする。したがって,同一のネットワーク内に対応機器と非対応機器の混在が可能となる。導入予定のL2SWは,各イーサネットポートに対して最大15.4W,装置全体では56Wの給電能力をもち,データ伝送において通常使用されるLANケーブルの1,2,3,6番以外の【エ】番のピンを給電に使用するAlternative B方式なので,結線には注意が必要である。機器によっては電力が不足する場合があるので,各ポートに30Wの電力を供給できる【オ】という規格もあるが,導入予定のAPの最大消費電力は12Wなので,今回は採用しない。 このL2SWは,スタック接続が可能であり,スタック専用のポートを使用して構成する。その方式は,1台のL2SWのoutポートと別のL2SWのinポートを接続し,リングを構成するというものである。APの接続は,物理的に重ねた上段のL2SWから順に,そのL2SWの給電能力の限界まで行うことにした。そして,各L2SWでは,8番目のポートから降順に接続し,残りのポートには有線LAN用機器を接続する。以上の検討を踏まえてB君が考えた,L2SWとAPの接続構成を,図2に示す。 図2 L2SWとAPの接続構成 〔WLCの動作モード〕 今回の構成では,APがネットワークに参加すると,WLCとAPの間には,トンネルが構築される。そのとき,WLCは,次の二つのモードのいずれかで動作する。なお,トンネル化しても,データ量の増加は無視できる程度である。 ①モードA:接続時の制御用通信だけがトンネルを使用し,データ用通信は,ノード間で直接行われる。 ②モードB:制御用通信だけでなく,データ用通信も含めた全ての通信がトンネルを使用する。 したがって,図1の構成でPC1からサーバ1へアクセスした場合,モードAとモードBのデータ用通信の流れは,図3のようになる。 図3 データ用通信の流れ B君は,動作検証のため,WLCの確認テストを行うことにした。当初,B君は,WLCをモードAで動作させようとしていた。モードAなら,WLCが停止しても,当日中に復旧できれば業務上は問題ないと考え,冗長化構成は必要なしとしていた。しかし,モードAでテストを行ったところ,一部のPCが無線LANを使用できないという問題が発生した。ベンダの説明によると,A社では,無線LANに認証VLANを組み合わせて使用しているが,モードAでは認証VLANをサポートしていないとのことであった。したがって,A社の環境では,WLCをモードBで動作させる必要があることが分かった。 〔WLCの冗長化とDCへの設置〕 ベンダの説明を踏まえて,情報システム部内で対応方法を検討した結果,既存の認証VLANの仕組みを変更できないので,(1)WLCをモードBで動作させること,(2)その場合はWLCを冗長化すること,(3)冗長化の投資を行うなら本社のAPも一元管理することの3点を決定した。B君は,WLCをBCに設置する構成のままでは問題があると考え,DCに設置する構成で設計をやり直した。新たな設計に基づいてテストを行い,問題がないことを確認できたので,冗長化されたWLCをDCに設置する構成で運用が開始された。 設問1 〔WLCとAPの検討〕について,(1),(2)に答えよ。 (1) 本文中の【ア】~【オ】に入れる適切な字句を答えよ。 (2) 図2のL2SWに,4台目,5台目のAPを追加すると,接続構成はどのようになるか。省略されているスタック接続も含め,解答欄に示せ。 設問2 〔WLCの動作モード〕について,(1)~(3)に答えよ。 (1) 図3のモードB動作時のデータ用通信の流れを,解答欄に示せ。 (2) モードAで動作中にWLCが停止した場合,無線LANを使用中のPCはどうなるか。データ用通信の流れに着目して30字以内で述べよ。 (3) 上記(2)のPCは,再認証が必要になる場合がある。その事象を二つ挙げよ。 設問3 〔WLCの冗長化とDCへの設置〕について,(1)~(4)に答えよ。 (1) WLCをモードBで動作させる場合に,冗長化構成が必要となる理由を,その動作に着目して30字以内で述べよ。 (2) WLCをモードBで動作させ,本社のAPも含めて一元管理する場合に,当初B君が計画した構成に対して検討を加えるべき性能要件がある。その性能要件を二つ挙げよ。 (3) WLCをBCに設置する構成の場合に生じる問題点を,40字以内で述べよ。 (4) WLCをDCに設置することで,上記(3)の問題がどのように解決されるか。30字以内で述べよ。
図1 ネットワーク構成の概要。BC、DC、本社を広域イーサ網で接続した構成図。BC内ではPCとAP、L2SW、L3SW、WLCを接続し、DCにはL3SWとサーバを配置している。
図1 ネットワーク構成の概要。BC、DC、本社を広域イーサ網で接続した構成図。BC内ではPCとAP、L2SW、L3SW、WLCを接続し、DCにはL3SWとサーバを配置している。
図2 L2SWとAPの接続構成。3台のL2SWを縦に配置した接続図。最上段のL2SWにAP1、AP2、AP3が接続され、AP4、AP5も右側に示されている。スタック接続の一部は省略されている。
図2 L2SWとAPの接続構成。3台のL2SWを縦に配置した接続図。最上段のL2SWにAP1、AP2、AP3が接続され、AP4、AP5も右側に示されている。スタック接続の一部は省略されている。
図3 データ用通信の流れ。モードAではPC1からAP1、L2SW1、L3SW1、L3SW2を経てサーバ1へ通信する。モードBでは通信がWLCを経由する。
図3 データ用通信の流れ。モードAではPC1からAP1、L2SW1、L3SW1、L3SW2を経てサーバ1へ通信する。モードBでは通信がWLCを経由する。
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条件の適用範囲をそろえて考える

構成を検討するときは、与えられた条件がどの範囲に当てはまるのかを確認しましょう。ある部分についての条件を構成全体へ広げていないか、逆に全体の条件を一部分だけで捉えていないかに注目します。

この問題で問われていること

この分野の問題では、個別の条件を確認する際にも、その条件が対象とする範囲をそろえて捉えることが大切です。判断に使う情報と求められている条件との間で、対象の範囲がずれていないかを確かめましょう。

視点

条件を整理するときは、何について述べた条件かを短い言葉で添えてみましょう。その言葉を手がかりに、検討の途中で対象の範囲を広げたり狭めたりしていないかを確認します。

確認ポイント

  • 各条件が何を対象としているか確認したか
  • 条件の対象範囲を途中で変えていないか
  • 判断の根拠と求められる条件の範囲が対応しているか
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解説

本問は、PoEの規格と給電条件、スイッチのスタック接続、WLCの動作モードによる通信経路の違いを問う問題です。データ用通信がWLCを経由する構成では、冗長化と処理能力・広域網帯域の検討が必要となり、設置場所によって拠点間の通信量も変わります。

問題の全体像

A社は、複数のビルに分散しているBCを統合し、作業場所に無線LANとノートPCを導入します。APの運用を効率化するためにWLCを導入しますが、既存の認証VLANを利用するには、データ用通信もWLCを経由するモードBが必要です。その結果、WLCの冗長化、本社APの一元管理、DCへの設置を順に検討します。出題趣旨では、無線LANとPoEを題材に、基本用語、構成図、通信の流れを通じた問題解決力と説明力を問うとされています。

設問1(1)(ア)

「PoEは、IEEE【ア】afとして規格化」という記述に着目します。公式解答例では「802.3」です。空欄の後ろにあるafまで含めると、IEEE 802.3afになります。空欄には規格番号の部分を記入します。

設問1(1)(イ)

直前の本文では、給電側の機器をPSE、受電側の機器をPDと説明しています。接続された機器が給電に対応しているか確認するのは給電側なので、公式解答例では「PSE」です。給電する側と受ける側の役割を区別して読み取ります。

設問1(1)(ウ)

「対応機器と非対応機器の混在が可能」という説明に着目します。PSEは接続先がPoEに対応しているか確認するため、公式解答例では「PoE」です。空欄は、接続先の機器の呼称ではなく、対応している給電方式を問うています。

設問1(1)(エ)

本文は、データ伝送に通常使用する1、2、3、6番以外のピンを給電に使うAlternative B方式を指定しています。公式解答例では「4、5、7、8」です。この方式では、本文で挙げられたデータ伝送用のピンとは別の二対を給電に使用するので、そのピン番号を答えます。

設問1(1)(オ)

「各ポートに30Wの電力を供給できる」という条件に着目します。公式解答例では「IEEE 802.3at」です。本文のIEEE 802.3afに対して、より大きい給電能力を持つ規格を問うています。今回のAPは最大消費電力が12Wなので、この規格は採用しないとされています。

設問1(2)

L2SWの装置全体の給電能力は56W、APの最大消費電力は1台12Wです。4台なら48Wですが、5台では60Wとなるため、1台のL2SWに接続できるAPは4台までです。上段から、各装置の8番ポートから降順に接続する条件に従い、公式解答例ではAP4を上段の5番ポート、AP5を中段の8番ポートに接続しています。既存のAP1、AP2、AP3は上段の8、7、6番ポートのままです。スタック接続は、上段out→中段in、中段out→下段in、下段out→上段inとし、3台でリングを構成します。up1・up2ではなく、本文で指定された専用のin・outポートを使います。

設問2(1)

モードBでは、データ用通信もAPとWLCの間のトンネルを使用します。図1の物理的な接続を追うと、AP1からWLCへ到達するまでにL2SW1とL3SW1を通ります。WLCからサーバ1へ向かう際にも、再びL3SW1を通ります。したがって、公式解答例の通信経路は「PC1 → AP1 → L2SW1 → L3SW1 → WLC → L3SW1 → L3SW2 → サーバ1」です。L3SW1とL3SW2の間は広域イーサ網を通ります。トンネルがあることを理由に途中のスイッチを省略せず、WLCへ入る経路と、WLCから戻る経路の両方を示すことが要点です。

設問2(2)

モードAでは、接続時の制御用通信だけがWLCとのトンネルを使い、データ用通信はWLCを経由しません。図3でも、データはAP1からL2SW1、L3SW1を通ってサーバへ向かっています。公式解答例では、データ用通信はWLCを経由していないので影響はないとされています。30字以内では「データ用通信はWLCを経由せず、影響はない。」と、通信を継続できる理由まで示します。対象は既に無線LANを使用中のPCです。

設問2(3)

設問2(2)で継続できるのは、既に接続しているPCのデータ用通信です。接続に伴う認証が改めて必要になる事象を考えます。公式解答例では「PC再起動」と「ローミング」の二つです。PCの再起動では再接続が必要となり、ローミングでは接続先APの変更に伴って再認証が必要になる場合があります。データ用通信の継続と、再認証の必要性を分けて理解します。

設問3(1)

モードBでは、制御用通信だけでなくデータ用通信もWLCを経由します。そのため、WLCが停止すると、無線LANを通じた通信ができなくなります。公式解答例も、この障害時の通信停止を冗長化が必要な理由としています。30字以内では「WLCの障害時に無線LAN経由の通信ができなくなるから」と、モードBの動作が業務通信に及ぼす影響を示します。

設問3(2)

当初の計画はBCのAPだけを管理する構成でしたが、変更後はモードBで本社のAPも一元管理します。WLCには本社分も含めたデータ用通信が集中し、拠点間の広域イーサ網にもその通信が流れます。公式解答例では、検討すべき性能要件は「WLCの処理能力」と「広域イーサ網の帯域」です。本文ではトンネル化によるデータ量の増加は無視できるとされているため、通信対象の拡大と経路の変化に着目します。

設問3(3)

各拠点の社員はDCのサーバを利用しています。WLCをBCに置いて本社APもモードBで管理すると、本社の無線LAN通信は一度BCのWLCへ向かい、その後DCへ転送されます。このため、BCの広域イーサ網の通信量が増加します。公式解答例も、本社の通信がBCを経由することと、BC側の通信量増加を問題点としています。40字以内では「本社無線LANの通信もBCを経由し、BCの広域網の通信量が増加する。」とまとめます。採点講評では、この設問で本文の条件を読み落としたり、本文にない条件を加えたりした誤答が多かったとされています。

設問3(4)

WLCをDCへ移すと、本社APからのトンネルはDCのWLCへ向かいます。WLCと利用先のサーバがDCにあるため、本社からDCへの通信はBCを経由しなくなり、設問3(3)で生じたBC側の通信量増加を解消できます。公式解答例では「本社からDCへの通信が、BCを経由しなくなる」とされています。30字以内では「本社からDCへの通信がBCを経由しなくなる。」と、設置場所の変更による経路の改善を示します。

学習のポイント

給電能力から接続台数を求め、トンネルの通信も物理構成に沿って追う練習が重要です。採点講評では、本文の条件を読み落としたり、記載のない条件を加えたりしないことが求められています。

出典:独立行政法人 情報処理推進機構(IPA)平成24年度秋期 ネットワークスペシャリスト試験 午後Ⅰ 問2(公式資料:問題冊子(PDF) / 解答例 / 採点講評)

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