令和3年度春期 ネットワークスペシャリスト 午後Ⅰ 問3

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。 図1　Y社のネットワーク構成 注記1　本社のPBXには80回線の外線が収容され，各営業所のPBXには，それぞれ10回線の外線が収容されている。 注記2　本社のPBXから本社のIP-GWには100回線が接続され，各営業所のPBXから当該営業所のIP-GWには，それぞれ20回線が接続され，拠点間の内線通話に使用されている。 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。 図2　電話サービス導入後のネットワーク構成 注記1　網掛け部分は，PoE対応製品である。 注記2　L3SW0及びL3SW1のa～jは，ポートを示す。 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【a】k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，【②】ITEL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，【④】eLN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。 設問1　本文中の【a】～【d】に入れる適切な字句又は数値を答えよ。 設問2　〔現状の調査〕について，(1)，(2)に答えよ。 (1)　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。 (2)　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。 設問3　〔電話サービス導入後のネットワーク構成〕について，(1)，(2)に答えよ。 (1)　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。 (2)　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。 設問4　〔電話サービスで発生した問題と対策〕について，(1)～(5)に答えよ。 (1)　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。 (2)　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。 (3)　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。 (4)　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。 (5)　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。