ICTSC Tech Blog

問題解説 Infrastructure 筆記

ICTSC2018 問題解説

解説

Q1. 192.0.2.192/25 のネットワーク内でホストに割り当て可能なIPアドレスの個数の総数はいくつか

  • 125個
  • (正解)126個
  • 127個
  • 128個

解説

192.0.2.192/25のサブネットには128個のIPアドレスがあるが、そのうちホストに割当可能なアドレスは先頭のネットワークアドレスと末尾のブロードキャストアドレスを除いた数になるため、128-2=126個割当可能が正解となる。

Q2. ARPについて述べた次の文章のうち、正しいものはどれか

  • (正解)IPアドレスからMACアドレスを得るためのプロトコル
  • IPアドレスからホスト名（ドメイン名）を得るためのプロトコル
  • MACアドレスからIPアドレスを得るためのプロトコル
  • ホスト名（ドメイン名）からIPアドレスを得るためのプロトコル

解説

ARPはIPアドレスからMACアドレスを得るためのプロトコルである。選択肢2はDNS(逆引き)、選択肢3はRARP(Reverse ARP)、選択肢4はDNS(正引き)である。

Q3. DHCPリレーエージェントが必要になる場合、利用される機器は次のうちどれか

  • スイッチングハブ
  • ブリッジ
  • リピータ
  • (正解)ルータ

解説

DHCPのパケットは基本的にブロードキャストでやりとりされるため、ブロードキャストドメインを超えて通信する場合にはルータの機能であるリレーエージェントを利用する方法がある。リピータ・スイッチングハブ・ブリッジはレイヤ１・レイヤ２のデバイスであるため、リレーエージェントが無くてもDHCPは利用可能である。

Q4. AS(自律システム)に関する記述について、正しいものは次のうちどれか

  • 経路情報に付加されたパス情報を使用し、ポリシに基いて経路を選択するパスベクタ方式のプロトコルである
  • ルータ同士の最短距離を木構造のトポロジに分解し、Helloプロトコルによって隣接関係を確立する。
  • (正解)同一の管理ポリシによって管理されるネットワーク群であり、2byteまたは4byteの番号によって識別される。
  • リンクステート型の共通プロトコルで、ルーティング情報を相互に交換するルータの集合である。

解説

ASの意味は正解選択肢の通りである。選択肢1はBGPの説明、選択肢2はOSPFの説明、選択肢4はOSPFドメインの説明である。

Q5. 次の文章のうち、光通信で利用されるWDM技術について述べたものはどれか

  • 周波数分割を利用し、多数のデバイスの信号を１本のケーブルに多重する技術である。
  • 時分割を利用し、多数のデバイスの信号を１本のケーブルに多重する技術である。
  • (正解)波長分割を利用し、多数のデバイスの信号を１本のケーブルに多重する技術である。
  • 符号分割を利用し、多数のデバイスの信号を１本のケーブルに多重する技術である。

解説

WDM(Wavelength Division Multiplexing)技術は、光ファイバに複数の波長の光を合波して入射し、受信側で分波して各波長を取り出すことで１本のケーブルに多数のデバイスの信号を多重する技術である。周波数分割はFDM(Frequency)、時分割はTDM(Time)、符号分割はCDM(Code)と呼ばれる。

Q6. インターネットプロトコルの特徴について述べた文章のうち、正しいものはどれか

  • OSI参照モデルのレイヤ３に相当し、コネクション型の通信プロトコルである。
  • IPデータグラムの信頼性を高めるため、再送や順序保証などの制御に関する仕組みを持つ。
  • (正解)下位層であるデータリンク層のMTUに合わせてIPデータグラムをフラグメンテーションし、リアセンブリする仕組みを持つ。
  • IPv4ヘッダのアドレスフィールドには、下位層との整合性を保つため、送信元・宛先MACアドレスが挿入される。

解説

選択肢1として、IPはコネクション型の通信プロトコルではなく、コネクションレス型である。選択肢2として、再送や順序保証を行うのは上位層のTCPであり、IPではない。選択肢4として、IPv4ヘッダのアドレスフィールドにMACアドレスが挿入されることはない。よって選択肢3が正解。

Q7. IPv6について説明した文章のうち、誤っているものはどれか

  • (正解)IPv6のヘッダ長は40byteに固定され、拡張ヘッダはペイロード部分に書き込まれる。
  • IPv6のアドレスサイズは128bitである。
  • ブロードキャストアドレスは定義されていない。
  • ネットワークインタフェースには、複数のIPv6アドレスを割り当てることが可能である。

解説

本問題は、予選参加者からの問い合わせにより正答となる選択肢(誤っている文章)も解釈によっては正答となり得るため、問題不成立とし全チーム一律正解とした。出題の意図として、選択肢1の ペイロード とは本来送信したい上位層から受け取ったアプリケーションデータを想定しており、例えばICMP Echo Requestのデータ部などにIPv6のヘッダが挿入されることは無い等として誤った文章として出題した。

だが、IPv6のRFC2460の文書中にはNote that any　extension headers [section 4] present are considered part of the payload, i.e., included in the length count. とあり
– IPv6にPayloadの定義はない
– IPv6のPayload Lengthは(データ部分) + 拡張ヘッダ長
と解釈できることから、Payload = データ部分 + 拡張ヘッダとしての説明が成り立ち、問題不成立となった。その他選択肢は正しい内容である。

Q8. イーサネットについて述べた次の文章のうち、誤っているものはどれか

  • MACアドレスは、I/Gビットが0のユニキャストアドレスと1のマルチキャストアドレスがある。
  • イーサネットでは後続するフレームがあっても、少なくとも96bitの転送に要する時間のIFGと呼ばれるアイドル状態を設ける必要がある。
  • CSMA/CDでは衝突を検知すると、決められた一定の時間だけ待ってから再送を行う。
  • (正解)CSMA/CAでは衝突を検知すると、決められた一定の時間だけ待ってから再送を行う。

解説

引っかかりやすい内容で、内容として誤っているのは選択肢4である。CSMA/CAはCollision Avoidance(衝突回避)型であり、送信の前に待ち時間を毎回挿入する。衝突を検知するのはCSMA/CDであり、万が一検出したら即座に通信を中止し待ち時間を挿入する。

Q9. シングルモード光ファイバを利用するメディアは、次のうちどれか

  • 1000BASE-SX
  • 10GBASE-FX
  • (正解)100GBASE-ER4
  • 40GBASE-SR4

解説

選択肢1と4はマルチモード光ファイバを利用する。選択肢2はそもそも規格として存在しない。よって選択肢3が正解である。

Q10. IEEE802.11の無線LANについて述べた次の文章のうち、正しいものはどれか

  • アドホックモードでアクセスポイントが複数ある場合は、一般に、アクセスポイント間をイーサネットなどで接続し、ローミング機能を持たせている。
  • CSMA/CA方式とCSMA/CD方式との違いは、CSMA/CA方式は衝突が発生しないようフレームを送信状況を監視する「衝突検知」仕様であるのに対し、CSMA/CD方式は衝突の発生を前提とした「衝突回避」仕様である。
  • MACアドレスフィルタリング方式では、MACアドレスが暗号文で送信されるため、盗聴や詐称によるなりすましの接続はできない。
  • (正解)無線LANのネットワークをグループ化するための識別符号であるESS-IDを用いたアクセスポイントへの接続制限の設定は、電波をモニタすることで盗聴可能であるなど、セキュリティ上の弱点がある。

解説

選択肢1で誤っている点は、アドホックモードではなくインフラストラクチャモードである。選択肢2は衝突検知と衝突回避の説明が逆である。選択肢3は、MACアドレスフィルタリングの説明が間違っており、MACアドレスが暗号化されるわけではない。よって選択肢4が正解。

Q11. コイルに交流電圧をかけたとき、流れる電流について述べた次の文章のうち、正しいものはどれか

  • 電流の位相は電圧に対して45度進む
  • 電流の位相は電圧と同じ位相である
  • (正解)電流の位相は電圧に対して90度遅れる
  • 電流の位相は電圧に対して60度遅れる

解説

コイルに流れる電流は電圧の位相に対して90度遅れる。位相が遅れると力率が悪くなるため、コンデンサを並列に接続して位相を進める措置が取られる。そのため、変電所や大電力需要家には進相コンデンサと呼ばれるコンデンサが力率改善のために設置されることがある。

Q12. スペクトラムアナライザでとある周波数を測定したとき、0dBmと表示された。この時、受信電力はいくつか。(単位：W=ワット)

  • 0mW
  • (正解)1mW
  • -1mW
  • 10mW

解説

dBmは電力を1ミリワット(mW)を基準値とするデシベル(dB)の値で表した単位である。よって、0dBmの対数表現を真値に変換すると1mWとなる。光ネットワークの現場で、パワーメータを接続して受光パワーを測定することがある。 この時間違っても「0dBmと表示されています。光が出ていません」 と言ってはいけない。

Q13. 電子レンジによって最も妨害を受ける周波数帯は、次のうちどれか

  • 920MHz帯
  • (正解)2.4GHz帯
  • 5.6GHz帯
  • 1.2GHz帯

解説

電子レンジはマグネトロンから2.45GHz帯の大電力電波を庫内に放射し、物質の分子を振動させることで温める家電である。同じく2.4GHzのISMバンドを利用する無線LANが最も妨害を受けることになる。

Q14. 1.55μm帯の光増幅に用いられる希土類添加光ファイバについて、添加される希土類は次のうちどれか

  • プラセオジム
  • ツリウム
  • (正解)エルビウム
  • イッテルビウム

解説

80-100kmを超す長距離伝送では、送信端や中継区間で光ファイバ増幅器が利用される。中でも希土類を光ファイバに添加して特定の波長帯を増幅させるアンプがあり、本問題では1.55μm帯を増幅させるためにはどの希土類を添加すべきか問うた。プラセオジムは1.3μ帯、ツリウムは1.4μ帯、イッテルビウムは1.0μ帯の増幅に適している。補足すると、エルビウムは0.85μ帯、ツリウムは2μ帯の増幅も可能である。

Q15. レイヤ３スイッチについて述べた次の文章のうち、正しいものはどれか

  • PPPoEなどのWANプロトコルに対応している。
  • ポート番号を見てトラフィックのロードバランスを行うことができる。
  • (正解)一般的にTCP/IPオンリーのネットワークで利用される。
  • RIPやOSPFなどのルーティングプロトコルを利用することができない。

解説

選択肢1として、PPPoEなどのWANプロトコルが利用できるのはルータである。選択肢2として、ポート番号を見ることができるのはレイヤ4以上の装置である選択肢4として、レイヤ3スイッチはRIPやOSPFを利用することができる（ただし装置ベンダのライセンスによる）。よって選択肢3が正解である。

Q16. BGPについて述べた次の文章のうち、誤っているものはどれか

  • BGPは、ルーティングプロトコルをその適用範囲によってIGPとEGPに分類した場合、EGPとして区分される。
  • BGPは、AS（自律システム）間の経路制御を行うためのプロトコルである。
  • (正解)BGPは、リンクステート型のルーティングプロトコルである。
  • BGPの経路制御情報は、それぞれのASにあるBGPスピーカとよばれるルータ間で交換される。

解説

選択肢3として、リンクステート型のルーティングプロトコルである点が誤っており、正しくはパスベクタ型である。

Q17. 無線のMIMO技術について述べた次の文章のうち、誤っているものはどれか

  • MIMOでは、送信側と受信側の双方に複数のアンテナを用いることによって、空間多重伝送による伝送容量の増大、ダイバーシティによる伝送品質の向上を図ることができる。
  • 空間多重された信号は、複数の受信アンテナで受信後、チャネル（伝送路）情報を用い、信号処理により分離することができる。
  • (正解)MIMOでは、水平偏波は用いることができない。
  • 複数のアンテナを近くに配置するときは、相互結合による影響を考慮する。

解説

選択肢3として、MIMOでも水平偏波を利用することができる。それ以外の選択肢の内容は正しい。

Q18. VPNについて述べた次の文章のうち、誤っているものはどれか

  • VPWS(Virtual Private Wire Service)は、MPLSの基本接続単位であるポイントツーポイント接続によるVPN接続法で、加入者から見るとMPLSネットワークを仮想回線とみなすことができる。
  • VPLS(Virtual Private LAN Service)は、３つ以上の加入者ネットワークのサイトをフルメッシュで繋ぐVPN接続法で、複数のLSP(Label Switched Path)を組み合わせることで実現している。
  • (正解)MPLSの概念を光ネットワークやSDH/SONETなどに応用したMPLS-TPでは、光信号の波長を基にルーティングを決定するとともに、制御専用のIPチャネルを用意することにより実データを光信号のままルーティングすることができる。
  • PBB(Provide Backbone Bridge)は、広域イーサネットの拡張技術であり、広域イーサネットサービス利用者の収容容量の増と負荷低減を同時に実現できる。

解説

選択肢2として、光信号のままパケットフォワーディングができるのはGMPLSであり、誤っている。

Q19. モバイルネットワークで利用されるAPNについて述べた次の文章のうち、正しいものはどれか

  • APNはドメイン名と同じ意味である。
  • どの携帯電話基地局に接続するか指定するために利用する。
  • (正解)接続先のパケットゲートウェイを指定するために利用する。
  • 端末の所属するキャリアを明確に示すために利用する。

解説

APN(Access Point Name)とは、モバイルネットワークにおいて携帯電話パケットの出入り口となるゲートウェイ(PDN-GW)を指定する識別子である。昨今MNO(携帯電話基地局を持つ携帯電話事業者)の網に接続して事業を行うMVNO事業者が増えてきているが、裏ではMVNO事業者毎にパケットゲートウェイを持ち、APNを設定する。このAPNにより、同じdocomoネットワークを利用していても、正しく接続するMVNOのネットワークを制御することができ、MNOの相乗りが可能となる。

Q20. 光ファイバケーブルの特性などについて述べた次の文章のうち、正しいものはどれか

  • 光ファイバケーブルは、布設時に加えられる曲げによって破断寿命を縮める場合がある。布設時の許容曲率半径はケーブル外径の4-5倍、固定時は6-10倍とされている。
  • 光ファイバ芯線は、温度・機械特性を満足するために、多層被覆が施されている。外装被覆は側圧保護用に柔らかい材料が、内層被覆にはマイクロベンド防止用の硬い素材が用いられている。
  • (正解)光ファイバケーブルの許容伸び率は、一般的に0.2%程度とされており、テンションメンバなどで引張強度が確保されている。
  • 光ファイバケーブルの特性試験であるしごき試験は、ローラーで500Nの側圧荷重をかけ、その際に生ずる伝送損失の変化を測定する。試験後の残留歪量も評価対象である。

解説

選択肢1として、布設時の曲げ半径は外径の20倍以上、固定時の曲げ半径は外径の10倍以上とされている。。選択肢2として、外装被覆が硬く、内装被覆が柔らかい。選択肢4として、試験後に評価されるのは残留歪量ではなく残留損失増加量である。