NWネットワークスペシャリスト試験 午後Ⅰ

令和6年度春期 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 SD-WANによる拠点接続に関する次の記述を読んで,設問に答えよ。 G社は,本社とデータセンター及び二つの支店をもつ企業である。G社では,業務拡大による支店の追加が計画されている。支店の追加によるネットワーク構成の変更について,SD-WANを活用することで,設定作業を行いやすくするとともにWANの冗長化も行うという改善方針が示された。そこで,情報システム部のJさんが設計担当としてアサインされ,対応することになった。G社の現行ネットワーク構成を図1に示す。 図1 G社の現行ネットワーク構成(抜粋) 〔現行ネットワーク概要〕 G社の現行ネットワーク概要を次に示す。 ・G社には,データセンター,本社,支店V及び支店Wの四つの拠点がある。これらの拠点は,L社が提供するMPLS VPN(以下,L社VPNという)を介して相互に接続している。 ・各拠点のPCとサーバは,データセンターのプロキシサーバを経由してインターネットへアクセスする。 ・データセンターのFWは,パケットフィルタリングによるアクセス制御を行っている。 ・PE1~4は,L社VPNの顧客のネットワークを収容するために設置した,プロバイダエッジルータ(以下,PEルータという)である。 ・ルータ1~4は,拠点間を接続する機器であり,L社のPEルータと対向する【ア】エッジルータである。 ・L社のPEルータは,G社との間のBGPピアにas-overrideを設定している。この設定によって,G社の複数の拠点で同一のAS番号を用いる構成が可能になっている。一般に,PEルータにおけるas-override設定の有無によって,経路情報交換の処理をする際にやり取りされる経路情報が異なったものとなる。例えば,本社のルータ2に届く支店Vの経路情報は,下線①as-override設定の有無で表1となる。下線②G社現行ネットワークで利用している各拠点のIPアドレスとAS番号を表2に示す。 表1 本社のルータ2に届く支店Vの経路情報 表2 各拠点のIPアドレスとAS番号一覧 〔現行の経路制御概要〕 G社の現行の経路制御の概要を次に示す。 ・拠点内は,OSPFによって経路制御を行っている。 ・拠点間は,BGP4によって経路制御を行っている。 ・OSPFエリアは全てエリア0である。 ・ルータ1~4で二つのルーティングプロトコル間におけるルーティングを可能にするために,経路情報の【イ】をしている。このとき,一方のルーティングプロトコルで学習された経路がもう一方のルーティングプロトコルを介して③再び同じルーティングプロトコルに渡されることのないように経路フィルターが設定されている。 ・全拠点からインターネットへのhttp/https通信ができるように,【ウ】のサブネットを宛先とする経路をOSPFで配布している。この経路情報は,途中BGP4を経由して,④3拠点(本社,支店V,支店W)のルータ及びL3SWに届く。 ・BGP4において,AS内部の経路交換はiBGPが用いられるのに対し,各拠点のルータとPEルータとの経路交換では【エ】が用いられる。 ・L社VPNと接続するために,AS番号65500が割り当てられている。このAS番号はインターネットに接続されることのないASのために予約されている番号の範囲に含まれる。このようなAS番号を【オ】AS番号という。 ・L社VPNのAS番号は64500である。 〔SD-WAN導入検討〕 Jさんは,SD-WANを取り扱っているネットワーク機器ベンダーK社の技術者に相談しながら検討することにした。また,K社がインターネット経由でクラウドサービスとして提供しているSD-WANコントローラーの活用を検討することにした。 K社のSD-WAN装置とSD-WANコントローラーの主な機能を次に示す。 ・SD-WANコントローラーは,SD-WAN装置に対して独自プロトコルを利用して,オーバーレイ構築に必要な情報の収集と配布を行うことで,複数のSD-WAN装置を集中管理する。 ・アンダーレイネットワークとして,MPLS VPNとインターネット回線が利用可能である。 ・オーバーレイネットワークは,SD-WAN装置間のIPsecトンネルで構築される。IPsecトンネルの確立ではSD-WAN装置のIPアドレスが用いられる。IPsecトンネルの端点をTE(Tunnel Endpoint)と呼ぶ。 ・オーバーレイネットワークは,アプリケーショントラフィックを識別したルーティングを行う。このように,アプリケーショントラフィックを識別したルーティングを【カ】ルーティングという。 ・SD-WANコントローラーがSD-WAN装置に配布する主な情報は,SD-WAN装置ごとのオーバーレイの経路情報と,⑤IPsecトンネルを構築するために必要な情報の2種類がある。 ・SD-WANコントローラーとSD-WAN装置間の通信はTLSで保護される。 ・SD-WAN装置は,VRF(Virtual Routing and Forwarding)による独立したルーティングインスタンス(以下,RIという)を複数もつ。そのうちの一つのRIはコントロールプレーンで用いられ,他のRIはデータプレーンで用いられる。 ・SD-WAN装置は,RFC 5880で規定されたBFD(Bidirectional Forwarding Detection)機能を有する。 Jさんは,K社のSD-WANをG社ネットワークへ導入する方法を検討し,実施する項目として次のとおりポイントをまとめた。 ・各拠点のルータをK社の提供するSD-WAN装置に置き換える。各拠点のSD-WAN装置を2台構成とする冗長化は次フェーズで検討する。 ・SD-WAN装置の設定については,K社がクラウドサービスとして利用者に提供するSD-WANコントローラーで集中管理する。 ・拠点ごとに新規にインターネット接続回線を契約し,SD-WAN装置に接続する。 ・拠点のSD-WAN装置間に,インターネット経由とL社VPN経由でIPsecトンネルを設定する。 ・⑥拠点のSD-WAN装置のトンネルインタフェースで,BFDを有効化する。 ・全体的な経路制御はSD-WANコントローラーとSD-WAN装置で行う。 ・PCからインターネットへのアクセスは現行のままデータセンターのプロキシサーバ経由とし,各拠点から直接インターネットアクセスできるようにすることは次フェーズで検討する。 Jさんが検討した,G社のSD-WAN装置導入後のネットワーク構成を図2に示す。 図2 G社のSD-WAN装置導入後のネットワーク構成(抜粋) 〔SD-WANトンネル検討〕 Jさんは,図2のネットワーク構成におけるSD-WAN装置間のIPsecトンネルの構成について検討した。Jさんが考えたSD-WAN装置間のIPsecトンネルの構成を図3に示す。 図3 Jさんが考えたSD-WAN装置間のIPsecトンネルの構成 Jさんは,このIPsecトンネルの構成を前提として,今後設計するSD-WANの動作を次のようにまとめた。 ・SD-WANコントローラーは,各拠点のSD-WAN装置から経路情報を受信し,それらにポリシーを適用して,全拠点のSD-WAN装置に経路情報をアドバタイズする。 ・このときアドバタイズされる経路情報は,SD-WAN装置にローカルに接続されたネットワーク情報とそれぞれのSD-WAN装置がもつTE情報である。 ・拠点間の通信は,⑦L社VPNを優先的に利用し,L社VPNが使えないときはインターネットを経由する。 Jさんは,これらの検討結果を基に報告を行い,SD-WAN導入の方針が承認された。 設問1 本文中の【ア】~【カ】に入れる適切な字句を答えよ。 設問2 〔現行ネットワーク概要〕について答えよ。 (1)本文中の下線①について,as-override設定の前後における経路情報の違いについて,表1中のa,bを埋めて表を完成させよ。 (2)本文中の下線②について,G社現行ネットワークで用いられているAS番号は何か。表2中のc~fを埋めて表を完成させよ。 設問3 〔現行の経路制御概要〕について答えよ。 (1)本文中の下線③について,経路フィルターによって防止することが可能な障害を20字以内で答えよ。 (2)本文中の下線④について,3拠点のL3SWにこの経路情報が届いたときのOSPFのLSAのタイプを答えよ。また,支店VのL3SW3にこのLSAが到達したとき,そのLSAを生成した機器は何か。図1中の機器名で答えよ。 設問4 〔SD-WAN導入検討〕について答えよ。 (1)本文中の下線⑤について,SD-WANコントローラーから送られる情報を二つ挙げ,それぞれ25字以内で答えよ。 (2)本文中の下線⑥について,トンネルインタフェースにBFDを設定する目的を,“IPsecトンネル”という用語を用いて35字以内で答えよ。 設問5 〔SD-WANトンネル検討〕について答えよ。 (1)本文中の下線⑦について,通常時に本社のPCから支店VのPCへの通信が通過するTEはどれか。図3中の字句で全て答えよ。 (2)(1)において支店VのL社VPN接続回線に障害があった場合,本社のPCから支店VのPCへの通信が通過するTEはどれか。図3中の字句で全て答えよ。
図1 G社の現行ネットワーク構成(抜粋)。データセンター、本社、支店V、支店WをMPLS VPNで接続した現行ネットワーク構成図。
図1 G社の現行ネットワーク構成(抜粋)。データセンター、本社、支店V、支店WをMPLS VPNで接続した現行ネットワーク構成図。
表1 本社のルータ2に届く支店Vの経路情報。as-override設定の有無による支店V経路のPrefixとAS PATHの違いを示す表。
表1 本社のルータ2に届く支店Vの経路情報。as-override設定の有無による支店V経路のPrefixとAS PATHの違いを示す表。
表2 各拠点のIPアドレスとAS番号一覧。データセンター、DMZ、本社、支店V、支店Wのネットワーク、IPアドレス、AS番号を示す一覧表。
表2 各拠点のIPアドレスとAS番号一覧。データセンター、DMZ、本社、支店V、支店Wのネットワーク、IPアドレス、AS番号を示す一覧表。
図2 G社のSD-WAN装置導入後のネットワーク構成(抜粋)。SD-WANコントローラー、インターネット、MPLS VPN、4拠点のSD-WAN装置を示す導入後構成図。
図2 G社のSD-WAN装置導入後のネットワーク構成(抜粋)。SD-WANコントローラー、インターネット、MPLS VPN、4拠点のSD-WAN装置を示す導入後構成図。
図3 Jさんが考えたSD-WAN装置間のIPsecトンネルの構成。4台のSD-WAN装置間にL社VPN経由とインターネット経由のIPsecトンネルを配置し、各TEを示した構成図。
図3 Jさんが考えたSD-WAN装置間のIPsecトンネルの構成。4台のSD-WAN装置間にL社VPN経由とインターネット経由のIPsecトンネルを配置し、各TEを示した構成図。
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判断に使う前提条件をそろえる

この分野を検討するときは、判断に使う前提条件をそろえることに注目しましょう。与えられた情報のうち、どの条件を根拠に考えているかを確かめ、明記された内容と自分の推測を分けて整理します。

この問題で問われていること

考えを進める前に、判断の根拠にしている条件が、与えられた情報に明示されているかを確認してください。途中で前提を付け足していないかを見直し、同じ条件の下で一貫して考えられているかに焦点を当てます。

視点

前提条件は、考える範囲を定める土台です。普段の知識から補った想定も、明示された条件と同じように扱っていないか点検すると、根拠の所在を整理できます。

確認ポイント

  • 判断の根拠となる条件を確認したか
  • 明示された条件と自分の想定を区別したか
  • 検討の途中で前提条件を変えていないか
正解と解説を見る

解説

本問は、MPLS VPNで接続された企業ネットワークへのSD-WAN導入を題材に、BGPのAS番号とas-override、OSPFへの再配布と外部LSA、IPsecトンネルの構築情報、BFDによる障害検知、通常時と障害時の経路選択を問う問題です。

問題の全体像

G社は、支店追加に伴う設定作業を容易にし、WANを冗長化するため、四つの拠点にSD-WANを導入します。現行構成では拠点内にOSPF、拠点間にBGPを用い、導入後はMPLS VPNとインターネットをアンダーレイとしてIPsecトンネルを構築します。出題趣旨では、SD-WANの基本的な仕組みと、その基盤となるIPネットワークの設計・構築スキルを問うとしています。経路情報が伝わる仕組みと、実際の通信が通過するトンネルを図と本文から読み取ることが中心です。

設問1(ア)

「L社のPEルータと対向する」という記述に着目します。PEはサービス提供者側のエッジルータであり、ルータ1~4は顧客であるG社側に置かれています。したがって、顧客側を示すカスタマーエッジルータとなり、公式解答例では「カスタマー」です。

設問1(イ)

拠点内はOSPF、拠点間はBGP4で経路制御し、ルータ1~4が両者の経路情報を受け渡すという記述に着目します。一方のルーティングプロトコルで学習した経路を、もう一方へ取り込んで配布する操作が再配布です。公式解答例では「再配布」です。

設問1(ウ)

各拠点のPCとサーバは、データセンターのプロキシサーバを経由してインターネットへアクセスします。図1では、そのプロキシサーバがDMZに配置されています。そのため各拠点へ配布すべき経路は、プロキシサーバが属するDMZのサブネットへの経路です。公式解答例では「DMZ」です。

設問1(エ)

本文ではG社のAS番号が65500、L社VPNのAS番号が64500と示されています。各拠点のルータとPEルータは異なるASに属するので、両者の経路交換にはeBGPを用います。同一AS内で使うiBGPとの違いを押さえます。公式解答例では「eBGP」です。

設問1(オ)

「インターネットに接続されることのないASのために予約されている番号の範囲」という説明が手掛かりです。この用途のAS番号はプライベートAS番号と呼ばれます。公式解答例では「プライベート」です。IPアドレスの種別とAS番号の種別は区別して理解します。

設問1(カ)

本文は、オーバーレイで「アプリケーショントラフィックを識別したルーティング」を行うと説明しています。識別したトラフィックに応じて設定された方針を適用し、転送経路を選ぶ仕組みを表しています。公式解答例では「ポリシーベース」で、空欄を補うとポリシーベースルーティングとなります。

設問2(1)(a)

表1は、本社のルータ2へ届く「支店Vの経路情報」です。表2で支店Vのネットワークは10.3.0.0/16と分かるため、Prefix欄にはこの値を入れます。as-overrideによって変更されるのはAS PATHであり、宛先のPrefixは変わりません。公式解答例では、両方のaが「10.3.0.0/16」です。

設問2(1)(b)

表1の設定なしのAS PATHは「64500 65500」です。G社の本社もAS65500を使うため、このままでは自AS番号を含む経路としてループ防止の対象になります。as-overrideは、送信先顧客のAS番号65500を提供者側のAS番号64500に置き換えます。先頭の64500も残るため、公式解答例では「64500 64500」です。

設問2(2)(c)

本文には、G社がL社VPNへ接続するためにAS番号65500を割り当てられているとあります。表2のcはデータセンターとDMZに共通する欄なので、公式解答例では「65500」です。DMZのIPアドレスがグローバルアドレスであることから、別のAS番号を推測する必要はありません。

設問2(2)(d)

本社についても、G社に割り当てられたAS番号65500を用います。本文の「as-overrideによって、複数の拠点で同一のAS番号を用いる構成が可能」という説明が根拠です。公式解答例では、dは「65500」です。L社VPN側の64500と取り違えないようにします。

設問2(2)(e)

支店VはG社側の拠点であり、他の拠点と同じAS番号65500を使います。表1でも、as-override設定なしの支店Vの経路情報に65500が含まれていることを確認できます。公式解答例では、eは「65500」です。

設問2(2)(f)

支店Wも、同一AS番号を複数拠点で使うG社の構成に含まれます。IPアドレスのサブネットは拠点ごとに異なりますが、AS番号は共通です。公式解答例では、fは「65500」で、c~fの全てが同じ値になります。

設問3(1)

下線③は、あるプロトコルで学習した経路が、別のプロトコルを経由して元のプロトコルへ戻ることを防いでいます。この経路情報の戻り込みによって不適切な経路が選ばれると、パケットが機器間を循環するルーティングループにつながります。公式解答例では「ルーティングループによる障害」です。20字以内では、防ぐ障害をこの粒度で端的に示します。

設問3(2)(a)

DMZへの経路は、データセンターから途中でBGP4を経由して各拠点へ届き、そこでOSPFへ再配布されます。各拠点のOSPFから見ると、別のルーティングプロトコルから取り込む外部経路です。全エリアがエリア0という条件から、公式解答例では「Type5」又は「外部LSA」です。採点講評では、この設問の正答率が低く、LSAの役割と経路情報交換の仕組みを理解する必要があると指摘しています。

設問3(2)(b)

支店Vでは、ルータ3がPE3からBGPの経路情報を受け取り、拠点内のOSPFへ再配布します。この境界で外部経路を表すType5 LSAを生成し、L3SW3へ伝えます。したがって、公式解答例では「ルータ3」です。データセンターで作られたLSAがBGPを通過するのではなく、BGPで受け取った経路を基に支店Vで新たなLSAを生成する点が重要です。

設問4(1)(①)

下線⑤は、オーバーレイの経路情報とは別に、IPsecトンネルを構築するための情報を問うています。本文に「IPsecトンネルの確立ではSD-WAN装置のIPアドレスが用いられる」とあるので、トンネル端点へ到達するためのIPアドレスが必要です。公式解答例では「IPsecトンネル確立のためのIPアドレス」です。25字以内で、用途と情報の種類を示します。

設問4(1)(②)

IPsecトンネルの構築には、端点のIPアドレスに加え、暗号化などに用いる鍵情報が必要です。公式解答例では、二つ目の情報を「IPsecトンネル確立のための鍵情報」としています。25字以内では、トンネル確立に必要な鍵情報であることを示し、本文にない具体的な鍵の方式まで断定しないようにします。

設問4(2)

BFDを有効化する場所が、SD-WAN装置のトンネルインタフェースである点に着目します。目的はIPsecトンネルの通信が正常に成立しているかを監視し、障害を高速に検出することです。公式解答例では「IPsecトンネルに障害があった場合の検出を高速にする。」です。指定語を含む35字以内の答案では、監視対象と高速検出を押さえます。採点講評でも正答率の低さが指摘され、障害検知技術の理解が求められています。

設問5(1)

本社はSD-WAN装置2、支店VはSD-WAN装置3に接続されています。通常時は下線⑦の方針に従ってL社VPNを優先するため、図3の実線で示された装置2と装置3を直接結ぶトンネルをたどります。その本社側の端点がTE023、支店V側の端点がTE032です。公式解答例では「TE023,TE032」です。

設問5(2)

支店VのL社VPN接続回線が故障すると、装置2と装置3の間のL社VPN経由のトンネルは利用できません。下線⑦の方針に従って、インターネット経由のトンネルへ切り替えます。図3の破線で示された装置2と装置3を直接結ぶトンネルの端点は、TE123とTE132です。公式解答例では「TE123,TE132」です。

学習のポイント

特に、再配布先で外部LSAを生成する機器の特定と、BFDがIPsecトンネルの障害を高速に検出する役割を重点的に学習します。

出典:独立行政法人 情報処理推進機構(IPA)令和6年度春期 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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