応用情報技術者過去問題平成21年春期午後問5(ネットワーク)

応用情報技術者過去問題平成21年春期午後問5

問5　ネットワーク

DHCPの利用に関する次の記述を読んで，設問1～4に答えよ。

　A社は，ある製品の開発，販売を手掛ける会社であり，企画部の社員30名及び営業部の社員50名はXビル，開発部の社員40名はYビルで勤務している。各社員は，PCを1台ずつ所持し，出社時には，空き机のLANポートにPCを接続し，1日の勤務終了後には，LANポートからPCを外す。
　A社では，aために，DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)を利用している。DHCPは，IPアドレスなどのネットワーク接続に必要な情報，IPアドレスの有効時間を示すリース期間及びサブネットマスクなどのオプション情報をDHCPサーバから自動的に取得し，PCに設定するためのプロトコルである。DHCPでは，リース期間を設定することによって，bを行うので，cができる。
　A社のシステム構成は，図のとおりである。XビルとYビルの間を広帯域回線で接続し，ネットワーク管理をしやすくするために，ビルごとにネットワークを分割している。

　Xビルに設置されているDHCPサーバとYビルに設置されているDHCPクライアントであるPCとの間でメッセージのやり取りが行えるように，あらかじめ，ルータCのDHCPリレーエージエント機能を有効にするとともに，ルータCにdのIPアドレスを登録している。DHCPサーバには，eごとにネットワーク設定情報を登録している。ルータCは，DHCPクライアントからネットワーク接続に必要な情報などの取得要求を受けると，DHCPリレーエージェント機能によって，DHCPサーバにその要求を転送する。また，DHCPサーバからの応答をDHCPクライアントに転送する。
　現在，A社では，DHCPサーバからPCに設定が可能なIPアドレスの総数を96個と設定している。就業時間中，DHCPによってIPアドレスが設定されているPCの平均台数は，両ビルとも24台である。
　PCをネットワークに接続すると表1の1～4の手順でDHCPサーバとDHCPクライアントであるPCとの間でIPアドレスの設定に必要なメッセージのやり取りが行われる。また，リース期間を延長する場合には，表1の3と4の手順で必要なメッセージのやり取りが行われる。

　ルータCは，YビルのDHCPクライアントからブロードキャストで送信された"DHCPディスカバ"を受信すると，fでDHCPサーバに転送する。DHCPサーバはユニキャストで"DHCPオファー"をルータCに送信し，ルータCは，このメッセージを，gでDHCPクライアントに転送する。"DHCPリクエスト"と"DHCPアック"も，同様な送受信が行われる。

設問1

本文中のa～eに入れる適切な字句を解答群の中から選び，記号で答えよ。また，f，gに入れる適切な送信方法が，ブロードキャストの場合はB，ユニキャストの場合はUの記号で答えよ。

a に関する解答群

IPアドレスなどを手作業で設定する煩雑さをなくす
IPアドレスの利用状況をリアルタイムに管理する
IPアドレスを基にしてホスト名を求める
IPアドレスを基にしてルーティング情報を求める
ホスト名を基にしてIPアドレスを求める

b，c に関する解答群

DHCPサーバに登録するIPアドレス数の削減
DHCPサーバの故障検出
IPアドレスの重複設定の防止
一定期間ごとのIPアドレスの再利用
ネットワーク設定情報の未送達検出

d，e に関する解答群

DHCPインファーム
DHCPサーバ
DHCPデクライン
広帯域回線
サブネットワーク
社内サーバ
セキュリティポリシー
送信方法
メッセージ
ルータ

解答入力欄

a：
b：
c：
d：
e：
f：
g：

解答例・解答の要点

a：ア
b：エ
c：ア
d：イ
e：オ
f：U
g：B

解説

〔aについて〕
DHCPは、TCP/IPネットワークにおいて、ネットワークに接続するノードに対してIPアドレスなどのネットワークの利用に必要な情報の設定を自動的に行うプロトコルです。各ノードにIPアドレスを設定するネットワーク管理の負担が軽減され、使い終わったIPアドレスは回収し、他のノードに再割当てされるのでIPアドレス資源の有効活用ができます。

解答群を一つずつ検討していきます。

正しい。DHCPに関する記述です。
DHCPはIPアドレスの利用状況をリアルタイムに管理しません。例えば、PCをネットワークから切り離しても、DHCPサーバはそのPCがネットワーク上に存在しているかを確認することはありません。
DNSの逆引きに関する記述であり、DHCPの機能ではありません。
tracert(traceroute)コマンドの記述であり、DHCPの機能ではありません。tracert(traceroute)は、IPヘッダーのTTL(Time To Live)とICMPのメッセージを利用します。
DNSの正引きに関する記述であり、DHCPの機能ではありません。

∴a＝ア：IPアドレスなどを手作業で設定する煩雑さをなくす

〔b、cについて〕
DHCPのリース期間は、DHCPサーバが割り当てたIPアドレスを利用することができる期間です。延長要求がないままリース期間を過ぎるとそのIPアドレスは回収されて、新たに割り当て対象のIPアドレスとなり、他のDHCPクライアントに割り当てられます。同じIPアドレスを使いまわすので、使用するIPアドレス数が少なくて済みます。実際にA社では120台のPCに対して96個のIPアドレスで運用しています。

つまり、「ア：DHCPサーバに登録するIPアドレス数の削減」と「エ：一定期間ごとのIPアドレスの再利用」がリース期間の設定により実現できることです。両者の因果関係を考えると、IPアドレスが再利用される結果、IPアドレス数の削減になるという関係が適当であるため、[b]には「エ」、[c]には「ア」が当てはまります。

∴b＝エ：一定期間ごとのIPアドレスの再利用
　c＝ア：DHCPサーバに登録するIPアドレス数の削減

〔dについて〕
DHCPでは、クライアントからDHCPサーバへのメッセージにブロードキャストを使う関係上、DHCPサーバがルータの向こう側にあるときはDHCPが機能しません。しかし、問題文のようにサブネットワークYに設置しているPCが、サブネットワークXに設置しているDHCPサーバを利用したい場合があります。このようなときには、ルータのDHCPリレーエージェント機能を使います。
DHCPリレーエージェント機能は、クライアントと別のネットワークに属するDHCPサーバのメッセージを仲介する機能です。クライアントからDHCPの取得要求を受け取ったルータは、その取得要求メッセージをユニキャストでDHCPサーバに送信します。DHCPサーバはルータに対して応答を返し、ルータはその応答をクライアントに返します。

ルータはDHCPサーバにユニキャストを行うので、DHCPサーバのIPアドレスを知っている必要があります。よって、ルータCに登録しておくべきIPアドレスは「DHCPサーバ」のものです。

∴d＝イ：DHCPサーバ

〔eについて〕
サブネットワークXは 192.168.10.128/26、サブネットワークYは 192.168.10.64/26 となっているように、設定すべきIPアドレス等はサブネットワークごとに異なります。PCが、DHCPでIPアドレスを取得した後に通信をするためには、利用しているサブネットワーク上のIPアドレスを取得する必要がありますから、DHCPサーバにはサブネットワークごとにIPアドレス範囲及びネットワーク情報を登録しておく必要があります（DHCPスコープの登録）。DHCPサーバはDHCPパケットの giaddr フィールドから、どのサブネットワークからの取得要求なのかを判断します。

　e＝オ：サブネットワーク

〔fについて〕
先述のように、DHCPクライアントからのブロードキャストを受け取ったルータCは、ユニキャストでDHCPサーバに転送します。よって、解答は「U」となります。

∴f＝U

〔gについて〕
DHCPサーバからDHCPクライアントへの応答は、クライアントソフトウェアの仕様によりユニキャストまたはブロードキャストで行われます。DHCPサーバはDHCPメッセージの flag フィールドの BROADCAST ビットを見てどちらで応答すべきかを判断します。表2の"DHCPオファー"の行を見るとブロードキャストで応答していることがわかるので、ルータCも、ユニキャスト通信をブロードキャスト通信に変換してDHCPクライアントに返すと判断できます。よって、解答は「B」となります。

∴g＝B

設問2

表2は，PC001にIPアドレス 192.168.10.150 が設定されるとき及びリース期間を延長するときに，PC001とDHCPサーバから送信されるメッセージ内のIPアドレスをまとめたものである。表2中のh～jに入れる適切なIPアドレスを答えよ。

解答入力欄

h：
i：
j：

解答例・解答の要点

h：192.168.10.190
i：192.168.10.150
j：192.168.10.190

解説

下図は、同一ネットワークにあるDHCPクライアントとDHCPサーバの通信を示したものです。表1と併せてメッセージのやり取りを確認してください。

〔hについて〕
表1に記載のとおり、"DHCPオファー"はDHCPサーバからDHCPクライアントへの通信です。したがって、送信元IPアドレスはDHCPサーバの「192.168.10.190」になります。

∴h＝192.168.10.190

〔i、jについて〕
問題文には「リース期間を延長する場合には，表1の3と4の手順で必要なメッセージのやり取りが行われる」とあります。つまり、期間延長時のDHCPリクエストは、取得時と同じくDHCPクライアントからDHCPサーバへのメッセージです。
ユニキャスト通信なので、それぞれのIPアドレスを解答します。期間延長の際にはPC001にIPアドレス 192.168.10.150 が設定済なので、送信元IPアドレスはPC001の「192.168.10.150」、送信先IPアドレスはDHCPサーバの「192.168.10.190」です。

∴i＝192.168.10.150
　j＝192.168.10.190

設問3

DHCPサーバによってPC201に設定される可能性のあるIPアドレスの範囲を答えよ。ただし，次の条件があるものとする。

最も若いアドレスは，サブネットアドレスとする。
次に若いアドレスは，ルータに設定している。
PCに設定可能なIPアドレスとして，ルータに設定しているアドレスの次に若いアドレスから連続した48個のIPアドレスをDHCPサーバに登録している。

解答入力欄

o：

解答例・解答の要点

o：192.168.10.66～192.168.10.113

解説

図からわかるようにPC201はサブネットワークY(192.168.10.64/26)上のPCです。ネットワーク部が26ビット、ホスト部が6ビットです。

問題文中の条件(1)～(3)に当てはめると、

最も若いアドレス：ホスト部が 000000 の 192.168.10.64
(1)の次に若いアドレス：ホスト部が 000001 の 192.168.10.65
(2)の次に若いアドレス：ホスト部が 000010 の 192.168.10.66、
192.168.10.66 から連続した48個のIPアドレスの最後のアドレス：192.168.10.113（66＋47＝113）

したがって、IPアドレス範囲は「192.168.10.66～192.168.10.113」となります。

∴192.168.10.66～192.168.10.113

設問4

DHCPサーバの故障に備えるためには，サブネットワークXにDHCPサーバを1台追加し，現在DHCPサーバに登録されているIPアドレスを2分割して，2台のDHCPサーバに半分ずつ登録することが考えられる。しかし，この信頼性向上策だけでは，不十分である。どのようなときにどのような問題が生じるか，35字以内で答えよ。ただし，いずれか一方のDHCPサーバの故障以外は，考えないものとする。

解答入力欄

o：

解答例・解答の要点

o：繁忙時にDHCPサーバが故障すると，IPアドレスが不足する (29文字)

解説

問題文中に「現在，A社では，DHCPサーバからPCに設定が可能なIPアドレスの総数を96個と設定している。就業時間中，DHCPによってIPアドレスが設定されているPCの平均台数は，両ビルとも24台である」とあります。

IPアドレスを2分割すると、1台のDHCPサーバに登録されるIPアドレス数は48個になります。DHCPでは同一ネットワークに複数のDHCPサーバが存在しても問題なく動作するので、平常時には96個までIPアドレスを使えますが、1台が故障すると48個しか使えなくなってしまいます。IPアドレスが設定されているPCの平均台数は両ビルを合わせて「24台×2＝48台」ですが、Xビルには80名、Yビルには40名の社員がいて、各社員はPCを1台ずつ所持しているので、平均値を上回ることは当然にあるはずです。48台以上のPCが使われているタイミングでいずれか一方のDHCPサーバが故障すると、IPアドレスが不足し、IPアドレスの自動取得ができなくなってしまう問題が生じます。

解答例の「繁忙時」というワードは中々出てこないと思います。「DHCPサーバが故障するとIPアドレスが不足する」だけで24文字なので、残り11文字で考えると「多くのPCが必要な時」「PCを49台以上使う時」などが候補になると思います。文字数制限が厳しめです。

∴繁忙時にDHCPサーバが故障すると，IPアドレスが不足する

平成21年春期午後問題一覧

問1　問2　問3　問4　問5　問6　問7　問8　問9　問10　問11　問12　採点講評