ネットワーク方式と基本技術

要点と定義

ネットワーク方式では、通信媒体や中継装置の役割、アドレスの扱い、回線の容量を理解します。有線LANと無線LANでは端末を接続する媒体や構成要素が異なります。交換方式には回線交換とパケット交換があり、回線速度・データ量・回線利用率から転送時間や必要な回線速度を見積もれます。

ブリッジはデータリンク層でフレームを扱い、MACアドレスに基づいて中継します。レイヤ2スイッチはブリッジと同等の機能を持つ装置として扱えます。過去の出題で扱った補足として、この階層と機能の対応が判断の要点になっています。

SDNは、データ転送機能と制御機能を論理的に分離し、ソフトウェアのコントローラからネットワーク機器を集中制御するアーキテクチャです。過去の出題で扱った補足として、機能の分離と集中制御の組合せが判断の要点になっています。

NFVは、仮想化技術を使い、ネットワーク機能を汎用サーバ上のソフトウェアとして実現する考え方です。過去の出題で扱った補足として、ネットワーク機能をソフトウェア化し、柔軟な基盤を構成する説明が扱われています。

NAPTは、アドレスに加えてポート番号の対応も使い、複数端末の通信を中継します。応答パケットを端末へ戻すときは、変換記録に基づいて宛先IPアドレスと宛先ポート番号を元に戻します。過去の出題で扱った補足として、応答時に書き換えるフィールドの判断が扱われています。

回線速度、データ量、回線利用率は単位をそろえて考えます。実効速度を回線速度の利用率分とみなす条件では、実効速度は回線速度に利用率を掛けて求められます。必要な回線速度を求めるときは、必要な実効速度を利用率で割ります。過去の出題で扱った補足として、共通する処理時間を差し引いて片道の伝送時間を求める計算もあります。

通常のIPv4サブネットでは、ブロードキャストアドレスはネットワーク部を保ち、ホスト部をすべて1にしたアドレスです。過去の出題で扱った補足として、サブネットマスクを反転した値とIPアドレスをビットごとの論理和で結ぶ計算が扱われています。

適用条件と例

無線LANの隠れ端末問題は、互いを検知できない複数の端末が同じアクセスポイントへ送信し、その送信が衝突する状況です。電波が届きにくいというだけでは、この状況を特定できません。さらし端末問題は、端末が別の通信を検知して送信を控えるものの、その端末が送信しても検知した通信の送信側と受信側のどちらにも干渉しないため、送信を見合わせる必要がない状況です。これらはシラバスに用語例として挙げられています。

必要な回線速度の例として、24台が同時にそれぞれ毎秒0.75メガビットで通信し、回線利用率を75％とします。合計実効速度は24×0.75＝18メガビット毎秒です。実効速度が回線速度の75％という条件なので、必要な回線速度は18÷0.75＝24メガビット毎秒です。この計算は、台数と各速度が固定され、通信量の変動とプロトコル分の上乗せを考えない場合の見積もりです。

ブロードキャストアドレスを求める例では、サブネットマスクが示すネットワーク部とホスト部を確認します。たとえば /24 なら最後の8ビットがホスト部なので、その部分をすべて1にします。この手順は通常のサブネットを前提とし、ブロードキャストアドレスを使わない構成にはそのまま当てはめません。

誤りやすい点

OSI参照モデルの階層と扱うデータを混同しないようにします。ブリッジやレイヤ2スイッチはフレームを扱うデータリンク層の装置です。装置の速度や処理能力だけでは、同じ階層かどうかは判断できません。