NWネットワークスペシャリスト試験 午後Ⅰ

平成29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 仮想デスクトップ基盤の導入に関する次の記述を読んで,設問1~4に答えよ。 T社は,従業員数500人の建設会社で,全国10か所に支店がある。T社では,従業員1人にPC1台を貸与し,従業員は設計業務や電子メール(以下,メールという),Webサイトの閲覧などにPCを活用している。現在,各従業員のPC内のハードディスクには,T社の秘密情報を含む書類が保存されている。そこで,T社では,情報セキュリティ強化を図るために,仮想デスクトップ基盤(以下,VDIという)を導入することを決めた。そのための事前調査,検討から設計までを情報システム部のUさんが担当することになった。 〔現行ネットワークの概要〕 T社の現行ネットワーク構成を図1に示す。 図1 T社の現行ネットワーク構成(抜粋) 各拠点は広域イーサ網で接続されており,アクセス回線の契約帯域は,本社が1Gビット/秒,各支店が100Mビット/秒である。インターネット接続回線は,拠点ごとに契約しており,契約帯域は本社が100Mビット/秒,各支店が40Mビット/秒である。 現行ネットワークでは,次の3種類の通信が行われる。 (1)ファイル転送通信 ・設計資料の共有,バックアップのために,PCがファイルサーバと通信を行う。 ・ピーク時に必要な帯域は,本社従業員向けに200Mビット/秒,全ての支店従業員向けの合計が800Mビット/秒である。 (2)プリント通信 ・設計資料の印刷のために,PCから自拠点に設置しているプリントサーバに印刷データを送信する。 ・印刷量は拠点によって異なるので,必要な帯域は把握していない。PCからプリントサーバに印刷データを送信したときは,①一時的に大量の帯域を使用する。 (3)インターネット通信 ・インターネット上のWebサイトの閲覧,ISPが提供するメールサービスの利用のために,PCがWebサーバ,メールサーバと通信を行う。 〔VDIの事前調査〕 Uさんは,PC単位のプログラム実行環境(以下,仮想PCという)をソフトウェアで実現するVDIと,従業員が仮想PCを操作するために使うシンクライアント(以下,TCという)について調査した。調査結果は次のとおりである。 (1)VDIを実現する装置とその関連装置 ・VDIサーバ:VDIを組み込んだサーバ ・TC:ハードディスクなどの情報蓄積機能がないPC (2)VDIの動作概要 ・VDIは,VDIサーバ上に仮想PCをTCと1対1で生成する。そのとき,VDIは仮想PCに対してIPアドレスを動的に割り当てる。 ・VDIは,VDIサーバ上に仮想スイッチ(以下,仮想SWという)を生成する。仮想PCは仮想SWとの接続によって,外部との通信が可能になる。 ・仮想SWは,外部接続用のポートにVDIサーバの物理NIC(Network Interface Card)を使用する。 (3)仮想PCから行われる通信 ・画面転送通信:仮想PCの画面をTCに転送する。TC1台が使用する帯域は,最大200kビット/秒である。 ・ファイル転送通信,プリント通信及びインターネット通信:使用帯域は,現行と同じである。 〔SSL可視化装置・標的型攻撃対策装置の導入〕 Uさんは,T社のサイバーセキュリティ対策の一環として,VDIとともにSSL可視化装置と標的型攻撃対策装置を導入して情報セキュリティ強化を図ることにした。そのためにUさんが選定した装置は,次のとおりである。 ・SSL可視化装置:平文で行われる通信だけでなく,SSL/TLSによる暗号化通信も監視するために,暗号化通信の復号,復号した通信データを標的型攻撃対策装置に転送,復号した通信データを再度暗号化する装置 ・標的型攻撃対策装置:マルウェアに感染した仮想PCがインターネット上のC&C(Command & Control)サーバと行う不正通信を検知し,C&CサーバのIPアドレスを特定する装置 〔ネットワーク構成の検討〕 (1)VDI導入後のネットワーク構成案 Uさんは,これらの事前調査の結果から,VDIサーバなどの装置を本社に設置することにした。Uさんが考えたVDI導入後のネットワーク構成案を,図2に示す。 図2 VDI導入後のネットワーク構成案(抜粋) VDI導入後は,②支店のインターネット接続回線を廃止し,本社のインターネット接続回線の契約帯域を1Gビット/秒に変更する。 (2)VDI導入後の広域イーサ網 ③本社と支店間の広域イーサ網を経由する通信は,VDIの導入で変化する。Uさんは,広域イーサ網のアクセス回線の契約帯域について,次のとおり整理した。 ・現行のアクセス回線の安全率は,“アクセス回線の契約帯域÷ピーク時に必要な帯域=【a】”である。VDI導入後も現行の安全率を確保する。 ・全従業員が同時に仮想PCを利用しても,TCの操作に遅れが発生しないようにするためには,画面転送通信の帯域を確保する必要がある。 ・印刷量を把握できないプリント通信の帯域は確保しない。 ・VDIの導入でアクセス回線の契約帯域を下げることができる。契約帯域は現行の安全率を考慮した最低限必要な帯域とし,本社は【b】Mビット/秒,各支店は【c】Mビット/秒に変更する。 ・プリント通信も広域イーサ網を経由するので,本社から広域イーサ網方向の通信に対して,帯域制御が必要になる。 〔帯域制御の設計〕 (1)帯域制御装置の機能 Uさんは,ネットワークセグメントの構成変更が不要で,帯域制御を行うことができる帯域制御装置の導入を決めた。Uさんが選定した装置の機能は,次のとおりである。 ・パケットを送出するときに,支店ごとに二つの制御(分類制御,送出制御)が可能である。 ・分類制御では,IPアドレス,ポート番号などでパケットを分類し,グループ化する。グループ化の単位をクラスとし,クラス単位でキューを割り当て,パケットを格納する。 ・送出制御では,クラス単位の帯域確保の制御と,同一支店への複数クラスのパケットに対するシェーピングが可能である。 (2)帯域制御方式の設計 装置の機能を踏まえ,Uさんが考えた帯域制御方式の設計は,次のとおりである。 ・最初にパケットは,IPアドレスで宛先の支店が決定され,支店ごとに設定した分類制御,送出制御に送られる。 ・分類制御では,画面転送通信のクラスとそれ以外の通信のクラスを定義する。 各クラスへのパケットの分類は,ポート番号で識別して行う。 ・送出制御では,④画面転送通信のクラスに,各支店の従業員が同時に仮想PCを利用するときに,最低限必要な帯域を確保する設定を行う。 ・それ以外の通信のクラスでは,帯域確保の制御を行わない。このクラスに分類されたパケットは,帯域が空いているときにだけ送出される。 ・⑤シェーピングの設定は,各支店における広域イーサ網のアクセス回線の契約帯域とする。 〔仮想PCのマルウェア感染時の対応〕 仮想PCに感染したマルウェアは,別の仮想PCに感染拡大を試みる場合がある。仮想PCでは物理的にLANケーブルを抜くことができないので,従来の対処方法は利用できない。そこで,Uさんが考えた対策案は,次のとおりである。 ・ある仮想PCで,ウイルス対策ソフトがマルウェアの感染を検知したときは,情報セキュリティ管理者がその仮想PCを隔離すべきか否かを判断する。隔離するときは,VDIのコンソールを使って,その仮想PCを【ア】から切り離す。 ・標的型攻撃対策装置が,ある仮想PCの通信からC&CサーバのIPアドレスを特定したときは,本社のUTMにフィルタリングを設定する。被害の拡大を防ぐために,他の仮想PCも含めてC&Cサーバと通信を行うことを防ぐ必要があるので,“送信元=【イ】,宛先=【ウ】,ポート番号=任意,動作=拒否”のフィルタリングルールを設定し,インターネット方向の通信を遮断する。 その後,VDIの導入に関するUさんの報告書は企画会議で承認され,導入の準備を開始した。 設問1 本文中の下線①の現象を引き起こすトラフィックを何というか。15字以内で答えよ。 設問2 〔ネットワーク構成の検討〕について,(1)~(3)に答えよ。 (1)本文中の下線③について,VDI導入前に広域イーサ網を経由する通信を一つ,VDI導入後に経由する通信を二つ,本文中の通信名を用いてそれぞれ答えよ。 (2)本文中の【a】~【c】に入れる適切な数値を求めよ。 (3)本文中の下線②について,インターネット接続回線を廃止する理由を,インターネット通信に着目して30字以内で述べよ。また,現行ネットワーク構成と比べたときの情報セキュリティ対策上の利点を30字以内で述べよ。 設問3 〔帯域制御の設計〕について,(1),(2)に答えよ。 (1)本文中の下線④について,帯域確保の設定を行わなかった場合,TCの操作性が悪化することが懸念される。TCの操作性が悪化する原因を,プリント通信の特性に着目して25字以内で述べよ。 (2)本文中の下線⑤について,本社から各支店方向の通信の帯域が,各支店のアクセス回線の契約帯域を超過したときに,帯域制御装置がパケットに対して行う制御の内容を,15字以内で述べよ。 設問4 本文中の【ア】~【ウ】に入れる適切な字句を答えよ。
図1 T社の現行ネットワーク構成(抜粋)。本社と複数の支店を広域イーサ網で接続し,各拠点にUTM,スイッチ,PC,ファイルサーバ,プリントサーバ,プリンタなどを配置した現行ネットワーク構成図。
図1 T社の現行ネットワーク構成(抜粋)。本社と複数の支店を広域イーサ網で接続し,各拠点にUTM,スイッチ,PC,ファイルサーバ,プリントサーバ,プリンタなどを配置した現行ネットワーク構成図。
図2 VDI導入後のネットワーク構成案(抜粋)。支店のTCを広域イーサ網経由で本社のVDIサーバへ接続し,本社にUTM,帯域制御装置,SSL可視化装置,標的型攻撃対策装置,スイッチ類を配置した構成案。
図2 VDI導入後のネットワーク構成案(抜粋)。支店のTCを広域イーサ網経由で本社のVDIサーバへ接続し,本社にUTM,帯域制御装置,SSL可視化装置,標的型攻撃対策装置,スイッチ類を配置した構成案。
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判断に用いる前提の範囲をそろえる

設計を考える際は、判断の根拠にしている前提が、与えられた条件の範囲に収まっているかに注目しましょう。一般に知られた知識をそのまま当てはめず、明示された条件と自分で補った想定を区別して整理することが大切です。

この問題で問われていること

この問題では、判断に必要だと思った前提を、与えられた条件から確かめられるかという視点で整理してみましょう。条件から読み取れることと、経験や印象から補っていることを混同していないか、立ち止まって確認してください。

視点

判断の土台となる前提には、与えられた条件に根拠があるものと、自分で補った想定があります。この二つを区別すると、どこまでが条件に基づいた考察なのかを整理できます。

確認ポイント

  • 判断に使っている前提を把握できているか
  • その前提の根拠を与えられた条件に見いだせるか
  • 自分で補った想定を、明示された条件として扱っていないか
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解説

本社に仮想PCを集約することで、広域イーサ網を通る通信がファイル転送から画面転送とプリント通信へ変わる。画面転送は本社から支店へ流れ、その必要帯域と安全率から契約帯域を求める。さらに、操作性を守る帯域制御と感染拡大を防ぐ対策を理解する。

問題の全体像

T社は、従業員のPCに秘密情報が保存されている状況を改善するため、仮想PCを本社のVDIサーバに集約し、各拠点の端末をTCに置き換える。これに伴って通信経路が変わるため、広域イーサ網の契約帯域と帯域制御を見直す。また、SSL可視化装置と標的型攻撃対策装置を導入し、感染した仮想PCの隔離やC&Cサーバとの通信遮断も設計する。公式の出題趣旨では、VDI導入前後の通信の変化を把握し、それに応じた帯域制御と標的型攻撃対策を設計する技術を問うとしている。

設問1

下線①の「一時的に大量の帯域を使用する」に着目する。プリント通信では、印刷データの送信時に通信量が短時間に集中する。このようなトラフィックを、公式解答例では「バーストトラフィック」としている。15字以内の答案では、この名称をそのまま示せばよい。

設問2(1)

図1と図2で、通信を行う装置の設置場所を比較する。導入前は、支店のPCと本社のファイルサーバとの間の「ファイル転送通信」が広域イーサ網を通る。導入後は、仮想PCとファイルサーバがともに本社にあるので、その通信は本社内で完結する。一方、本社の仮想PCから支店のTCへの「画面転送通信」と、本社の仮想PCから支店のプリントサーバへの「プリント通信」が広域イーサ網を通る。公式解答例も、導入前はファイル転送通信、導入後は画面転送通信とプリント通信を挙げている。採点講評では、TCと仮想PCがそれぞれ行う通信を本文から読み取ることの重要性が指摘されている。

設問2(2)(a)

安全率は、本文の定義どおり「アクセス回線の契約帯域÷ピーク時に必要な帯域」で求める。現行の本社のアクセス回線は1Gビット/秒、すなわち1000Mビット/秒です。広域イーサ網を通るファイル転送通信は、全支店従業員向けの合計800Mビット/秒なので、1000÷800=1.25となる。本社従業員向けの200Mビット/秒は本社内の通信であり、この計算には含めない。公式解答例のaも「1.25」です。

設問2(2)(b)

本社の広域イーサ網アクセス回線で帯域を確保する対象は、支店のTCに向けた画面転送通信です。本文では仮想PCの画面をTCへ転送するとされ、図2では仮想PCが本社、支店のTCが各支店にあるため、画面転送通信の方向は本社から支店となる。支店従業員は40人×10支店=400人なので、必要帯域は400×200kビット/秒=80Mビット/秒です。本社従業員100人の画面転送通信は本社内で完結し、プリント通信は本文の条件に従って帯域を確保しない。安全率1.25を掛けると80×1.25=100Mビット/秒となり、公式解答例のb「100」と一致する。

設問2(2)(c)

各支店では40人が同時に仮想PCを利用する条件に着目する。本社の仮想PCから各支店のTCへ転送する画面の必要帯域は、40×200kビット/秒=8Mビット/秒です。プリント通信の帯域は確保せず、画面転送通信の必要帯域に現行の安全率1.25を掛けるので、8×1.25=10Mビット/秒となる。公式解答例のcは「10」です。

設問2(3)(理由)

インターネット通信を行う主体が、各拠点のPCから本社の仮想PCに変わる点に着目する。Webサイトの閲覧やメールサービスの利用に伴う通信は本社の仮想PCから行われるため、支店のインターネット接続回線が不要になる。公式解答例では「インターネット通信は本社の仮想PCから行われるから」としている。30字以内の答案では、インターネット通信の実行場所が本社になることを示します。

設問2(3)(利点)

図2では、インターネットとの接続経路に本社のUTM、SSL可視化装置、標的型攻撃対策装置が配置されている。各従業員のインターネット通信を本社に集約することで、これらの装置による監視や遮断などの情報セキュリティ対策を集中的に実施できる。公式解答例では「情報セキュリティ対策を本社で集中的に行うことができる。」としている。30字以内の答案では、情報セキュリティ対策の集中実施を明示する。採点講評では、情報セキュリティ対策上の利点への言及がない解答も見られたと指摘されている。

設問3(1)

プリント通信が一時的に大量の帯域を使用するという特性に着目する。導入後は、支店向けのプリント通信と画面転送通信が同じ広域イーサ網アクセス回線を利用する。画面転送通信の帯域を確保しなければ、プリント通信が帯域を占有して画面転送を遅らせ、TCの操作性が悪化する。公式解答例では「プリント通信が画面転送通信を圧迫するから」としている。25字以内の答案では、圧迫する通信と圧迫される通信の両方を示します。

設問3(2)

下線⑤はシェーピングの設定であり、各支店向けの送出帯域をその支店の契約帯域に収めるための制御です。契約帯域を超える通信が到着した場合は、パケットをキューに保持し、送出する時刻を調整する。公式解答例では「送出タイミングを調整する。」としているので、15字以内の答案ではこの動作を示します。採点講評では「パケットを破棄する」という誤答が多かったとされ、シェーピングとポリシングなどの機能を理解する必要性が指摘されている。

設問4(ア)

本文の「仮想PCは仮想SWとの接続によって、外部との通信が可能になる」に着目する。感染した仮想PCを隔離するには、VDIのコンソールでその仮想PCと仮想SWとの接続を切り離す。これにより、仮想PCがネットワークを介して他の仮想PCへ感染を広げる経路を断つ。公式解答例のアは「仮想SW」です。

設問4(イ)

本文では、検知された仮想PCだけでなく「他の仮想PCも含めて」C&Cサーバとの通信を防ぐ必要があるとしている。このため、送信元を感染が確認された仮想PCのIPアドレスだけに限定せず、送信元にかかわらず該当するルールにする。公式解答例のイは「任意」です。

設問4(ウ)

標的型攻撃対策装置が特定したのは、仮想PCが不正通信を行う相手であるC&CサーバのIPアドレスです。インターネット方向の通信を拒否するルールでは、このC&Cサーバを宛先に指定する。公式解答例のウは「C&Cサーバ」であり、実際のフィルタリング設定では特定されたIPアドレスを宛先条件として用いる。送信元とポート番号を任意にすることで、他の仮想PCからの通信や異なるポートを使う通信も遮断する。

学習のポイント

通信を行う装置の位置と通信方向を押さえ、安全率を用いた帯域計算、シェーピング、仮想PCの隔離とC&C通信の遮断を学ぶ。

出典:独立行政法人 情報処理推進機構(IPA)平成29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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