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平成28年度春 基本情報技術者試験午後 過去問4 ネットワーク 設問1 合格率アップ!動画付き解説

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問4 ネットワーク

イーサネットを介した通信に関する次の記述を読んで、設問1、2に答えよ。

 IPネットワークにおいて、あるホストが別のホストと通信する場合、通信相手のホストのIPアドレスを指定して通信する。下位層にイーサネットを用いるときには、通信相手のホストのMACアドレス、又は通信相手のホストに到達可能なルータのMACアドレスが必要になる。しかし、IPネットワークで通信を行うアプリケーションでは、通信相手のIPアドレスやホスト名を明示的に指定することはあっても、MACアドレスを明示的に指定することはない。したがって、IPアドレスを手掛かりとして必要なMACアドレスを得るために、IPネットワークではARP(アドレス解決プロトコル)というプロトコルが用いられる。

〔MACアドレスに関する説明〕

 イーサネットとIPをOSI基本参照モデルに当てはめた場合、イーサネットは物理層とデータリンク層に該当し、IPはネットワーク層に該当する。つまり、IPネットワークでの通信で取り扱うIPデータグラムを、下位層のイーサネットで送信するためには、IPデータグラムをaしたイーサネットフレームを送信する。このとき、イーサネットフレームの宛先を表すアドレスとして用いられるのがMACアドレスである。MACアドレスの長さは48ビットであり、表現可能なアドレスの個数はb個となる。

 なお、ここではMACアドレスを表記する際、8ビットごとに2桁の16進数00~FFで表し、それぞれの間はコロンで区切る。例えば、00:53:00:12:C5:8A のように表す。

〔ARPの機能の説明〕

 IPアドレスを基にMACアドレスを得るARPの機能は、問合せとして"ARP要求"を送信し、それに対する回答として"ARP応答"を受け取ることで実現される。

 例えば、セグメント 10.1.1.0/24 において、ホストA(IPアドレス 10.1.1.10、MACアドレス 00:53:00:DA:C7:OB)がホストB(IPアドレス 10.1.1.20、MACアドレス 00:53:00:EC:17:27)宛てにIPデータグラムを送信しようとしたとき、ホストBのMACアドレスはARPによって、次のようにして得られる。

(1) ホストAは、IPアドレス 10.1.1.20 に対するARP要求を送信する。このとき、ARP要求はcされる。

(2) ARP要求を受け取ったホストBは、そのARP要求が自分のIPアドレスに対する 問合せであることを確認すると、自分のIPアドレス 10.1.1.20 とMACアドレス 00:53:00:EC:17:27 を格納したARP応答を送信する。同じARP要求を受け取ったその他のホストは、それが自分のIPアドレスに対する問合せではないので、無視する。

(3) ホストAは、ホストBが送信したARP応答を受け取ることによって、IPアドレス 10.1.1.20 に対応するMACアドレスが 00:53:00:EC:17:27 であることが分かる。

 ホストAは、ホストBのIPアドレスと得られたMACアドレスの対応付けをキャッシュする。キャッシュが破棄されるまで 10.1.1.20 宛てのIPデータグラムを送る際、イーサネットフレームの宛先MACアドレスとして 00:53:00:EC:17:27 を使用する。

設問1

本文中の 入れる正しい答えを、解答群の中から選べ。

a に関する解答群

  1. 宛先として格納
  2. 送信元として格納
  3. データ部に格納
  4. プリアンブルに格納
  5. ヘッダ部に格納

b に関する解答群

  1. 48
  2. 254
  3. 256
  4. 232
  5. 248

c に関する解答群

  1. TCPセグメントとして送信
  2. UDPデータグラムとして送信
  3. ブロードキャスト
  4. ホストBのMACアドレス宛てに送信
  5. ユニキャスト

解説

abは下記のようになります。

〔MACアドレスに関する説明〕

 イーサネットとIPをOSI基本参照モデルに当てはめた場合、イーサネットは物理層とデータリンク層に該当し、IPはネットワーク層に該当する。つまり、IPネットワークでの通信で取り扱うIPデータグラムを、下位層のイーサネットで送信するためには、 IPデータグラムをデータ部に格納したイーサネットフレームを送信する。このとき、イーサネットフレームの宛先を表すアドレスとして用いられるのがMACアドレスである。MACアドレスの長さは48ビットであり、 表現可能なアドレスの個数は248個となる。...略...

IPデータグラムを、下位層のイーサネットで送信するためにはIPデータグラムを「ウ データ部」に格納します。aの回答はウです!

これはこういう仕様ですので、覚えるしかありません。

MACアドレスは48ビットで"0"と"1"の2進数で表現します。このため表現可能なアドレスは「オ248個」となるので、bの回答はオです!

cは下記のようになります。

〔ARPの機能の説明〕

 IPアドレスを基にMACアドレスを得るARPの機能は、問合せとして"ARP要求"を送信し、それに対する回答として"ARP応答"を受け取ることで実現される。

 例えば、セグメント 10.1.1.0/24 において、ホストA(IPアドレス 10.1.1.10、MACアドレス 00:53:00:DA:C7:OB)がホストB(IPアドレス 10.1.1.20、MACアドレス 00:53:00:EC:17:27)宛てにIPデータグラムを送信しようとしたとき、ホストBのMACアドレスはARPによって、次のようにして得られる。

(1) ホストAは、IPアドレス 10.1.1.20 に対するARP要求を送信する。このとき、ARP要求はc ブロードキャストされる。

...略...

ARP要求するときには、ブロードキャスト(ネットワーク内に要求をばら撒くイメージ)します。

ブロードキャストされ、該当する端末が返答し、関係のない端末は破棄します。

cには「ウ ブロードキャスト」が入ります!

設問2

次の に入れる正しい答えを、解答群の中から選べ。

 図1は、ある企業の社内ネットワークの構成(一部)である。

平成28年度春応用情報技術者試験午問4 ネットワーク 合格率アップ!動画解説!

 このネットワークにおいて、ホストDが、幾つかの宛先にIPデータグラムを送信しようとするとき、ホストDはARPによって送信に必要なMACアドレスを得る。ここで、ホストDがIPデータグラムを送信しようとしたとき、宛先のMACアドレスはホストDにキャッシュされていないものとする。

 ホストEに対してIPデータグラムを送信しようとするとき、ホストDはdのIPアドレスに対するARP要求を送信する。

 ホストFに対してIPデータグラムを送信しようとするとき、ホストDはeのIPアドレスに対するARP要求を送信する。

d、e に関する解答群

  1. ブリッジC
  2. ホストD
  3. ホストE
  4. ホストF
  5. ルータG
  6. ルータH

解説

ARPはネットワーク層で動作します。ARP要求の送信先は図1でいうと「ホスト」か「ルータ」となります。「ブリッジ」はデータリンク層で動作するので、ARP要求を中継するだけです。

このことから、ホストEに対してIPデータグラムを送信しようとするとき、ホストDは ホストEのIPアドレスに対するARP要求を送信する。

となります。ホストDとホストEは同じネットワーク内にいるので、直接ARP要求を送信します。

また、ホストFに対してIPデータグラムを送信しようとするとき、ホストDは ルータGのIPアドレスに対するARP要求を送信する。

となります。ホストFは別のネットワークに存在し、ルータGとルータHを経由します。 そのためルータGにARP要求をします。

dには「ウ ホストE」

eには「オ ルータG」

が入ります!

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