【文系 SE】ネットワークスペシャリストー過去問挑戦 平成24年午後Ⅱ問1ー

  • 2020年5月27日
  • 2020年8月26日
  • SE文系
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こんにちは、こじろうです。

この記事では、N/Wスペシャリスト平成24年午後Ⅱ問1に挑戦していきたいと思います。

参考:N/Wスペシャリスト平成24年午後Ⅱ問1過去問

別記事のネットワークエンジニアのススメでも紹介しましたが、文系SEからすると、システムエンジニアよりもネットワークエンジニアになった方が良いキャリアを築けます。

僕自身も、プログラマ➡システムエンジニア➡ITコンサルタントとキャリアチェンジしてきましたが、一番役に立っている知識はネットワークエンジニア時代のスキルや経験です。なぜなら、昨今システム業界では利用するのが当たり前になってきたクラウドに関する知識・スキルは、大半がネットワークエンジニアの業務と重なるためです。

ITコンサルタントになってからも、折に触れてネットワークエンジニアとして活動し、成果を出し、クライアントの=からの信頼をつかみ続けてきています。

文系SEのみなさまにも是非、ネットワークの知識を蓄えて頂きたく、本記事ではIPAが主催しているネットワークエンジニアの資格試験について、僕なりの解答方法と、IPAが公表している模範解答を紹介していきたいと思います。

【この記事でわかること】

  1. N/Wスペシャリストの問題を解く上で持つべき考え方
  2. 平成24年午後Ⅱ問1における各設問の考え方
目次

設問を解き始める前の前提

詳細は以下の記事を読んで頂きたいのですが、過去問に挑戦する前に頭に入れておいて欲しいことが2つあります。参考:【文系SE】ネットワークスペシャリストー解答時のフレームワークー

  1. 問題文を読みつつ設問を推測する。(設問を読んでから考えていては間に合わない)
  2. 問題文を読んでいく中で「これ、聞かれるだろうな」と推測する。

それでは、いってみましょう!!😃

問題文を読みながら僕が考えていった内容

下線部① RBファブリックでは、各RBで学習したMACアドレスは予め決められたRBに集められた後、各RBで共通に使われるMACアドレステーブルが作られて、全RBに配信される。

設問2の⑹ですが、この方法によって得られた共通のMACアドレステーブルは、図4のRB間転送フレームフォーマットのどのフィールドを決めるために使われるか、を問われています。

これはフレームのヘッダに関する知識がないと解答は厳しいですね。

MACアドレスを学習するということは、つまり宛先のMACアドレス情報を集めるということです。

図4中に記載されているフレームとは、各機器から各機器へデータ(フレーム)を送る様を示していますが、この時、当然宛先の設定が必要となります。

 

フレームにおける宛先となる項目は、宛先MACアドレス以外は考えづらい…

と、思って「MACアドレス」と解答したら、違ってましたw

この問題はもっと深いところを聞いていて、最終的にファブリック内のどのブリッジからフレームが出ていくかの決定は、最終目的地のデバイス(宛先MACアドレス)をベースに実施しなければなりませんね、ということを聞きたかったようです。

で、その決定結果は、図4のどの箇所になりますか?という問題でした。

模範解答は’ファブリックの出口RB名’でした。

スイッチ内のバッファによる[空欄ア]によるデータロス…

※更新中

この問題はロスレス転送についての知識がないと解答は厳しいですね。

模範解答は’あふれ、枯渇’になります。

最低でも[空欄イ]Gビット/秒のイーサネット

この問題はEthernetの規格情報についての知識がないと解答は厳しいですね。

直線の問題文にて、’インターフェースの速度としてはFCの2Gビット/秒’を超えるとあるため、2Gビット/秒以上の光ファイバー規格を選択する必要があります。

選択肢としては10G-BASE-SR、10G-BASE-LR、10G-BASE-ERの3つがありますが、問題文に’最低でも…’とあること、また空欄の右側に、既に’Gビット/秒’という記載があるため、’10’と回答するべきでしょう。

模範解答は、’10’となります。

下線部②”案1はFCF機能のない簡素なRBを使ってホストやストレージを接続できるが、ホストからストレージ1にアクセスする場合に問題がありそうだ”と指摘した。

設問4⑴ですが、S主任が指摘した問題は何か問われています。

「影響」とか[問題]ときたら、機能的な影響なのか、性能的な影響なのか、問題文に要件や制約が無いか確認します。

問題文P.6からの記載において、FCoEを活用したストレージとの通信は、必ずFCFを通過する必要があることが分かります。

となると、案1はホストからパケットが出て、RBを2つ経由してFCFにたどり着き、そこから更に2つRBをはさんでようやくストレージ1に到着する流れとなります。

一方、FCFが3か所設置してある案2は、ホスト~ストレージ間はFCF搭載のRBを2つ経由して到着します。

この差において、機能的な差ははなさそうですが、性能(特にレスポンスの速度)には違いが生まれそうです。RASISでいうところの、可用性(Availability)ですね。
参考:RASIS ※更新中

模範解答は、「ホストとストレージ1間のホップ数が増大し、性能の問題が発生する」でした。

【補足】上記青字の仮説がないまま考えていた時は…まず、FCFのないRBを経由すると、FCフレームを送出できない、と思ったんですよね。だから、解答としては、ストレージとやり取りができない…でも、でも間にFCが無ければ関係ない…とまぁ色々順々して諦めました。。

ホストから目的のLUへアクセス経路を複数確保する必要がある。このとき、 [空欄ウ]と呼ばれる、1か所での障害発生時にシステム全体が動作不能となってしまう機器や部位を作らないことが重要である。

冗長化に関する問題です。

経路が二つあれば、片方壊れてももう片方を利用すれば問題ないよね。でも経路がが二つしかなかったら…こういった状況を、単一故障箇所:Single Point Failure(SPF)と呼びます。

模範解答は’SPF’でした。

下線部③HBA→SC→LUという経路の組み合わせで管理するものが…

設問5の⑴ですが、問題文をよく読み切って、全ての経路を一旦、記載し、設問に合致する項目を残しなさい、という設問です。

実直に、素直に全ての選択肢を書き切りましょう。

最小ホップ経路 最小ホップ以外の経路
RB2

(1,1)(1,2)(1,3)

(2,1)(2,2)(2,3)

(3,1)(3,2)(3,3)

(1,1)、(1,2)、(1,3)、

(2,1)、(2,2)、(2,3)、

(3,1)、(3,2)、(3,3)

RB3 (1,1)(1,2)(1,3)

(2,1)(2,2)(2,3)

(3,1)(3,2)(3,3)

(1,1)(1,2)(1,3)

(2,1)(2,2)(2,3)

(3,1)(3,2)(3,3)

下線部④障害によっては一つのFCファブリックが機能しなくなる可能性もあることから、そのような場合への対応方法も考えておくことが重要である。

設問5の⑵ですが、下線部にも書いてある通り、’FCファブリックが機能しなくなると、接続しているHBAはアクセス経路を失うことになる。そのため、各HBAからFCファブリックへのアクセスを冗長化しておく必要があります。’という状況があります。

要は、どのように冗長化すればよいかを解答として書かないといけなかったのですが、この’どのように’が思いつかなかったんですよね…

で、模範解答は、「各HBAからお互いに独立したFCファブリック経由でストレージへの経路を確保する」となっています。

【補足】
この模範解答、各HBAが一つのFCファブリックにアクセスしようとしている、という前提で設定されたと思うんですが、この前提については問題文では全く触れられていないんですよね。問題文でも、各HNAそれぞれ別々のFCファブリックに接続しているのに…この模範解答見た時、”それってもう実現されてるよね?!問題文にそう書いてあるけど?!”って思っちゃうんですよね。。

設問2⑴について…

※更新中

()の左側が宛先、右側が経由するブリッジの数(ホップ数)というルールに沿って記載していきます。

設問2⑵について…

経路の冗長化を考慮してHCの設定をどのようにすれば良いか?またその目的を問われています。

RB1~RB4への経路は、①RB1→RB4と、➁RB1→RB3→RB2→RB4の2経路が存在します。

一方で、問題文P.6の冒頭に、

TRヘッダのHCの値は、RBを通過するたびに減算され、HCの値が0のフレームは廃棄される。

とあります。

つまり、HCの値が3より小さいと、RB1~RB4間で何らかの障害が発生した時、もう一つの経路➁RB1→RB3→RB2→RB4は、ホップ数が3以上のため、パケットが途中で破棄されてしまい、データ送付ができないのです。

模範解答は

HCの設定:3以上

目的:RB4への最小ホップ数以外の経路を障害時の代替経路を利用可能としておくため。

でした。

【補足】

初見で解いたとき、思いっきり”ホップ数は3なので、3!!”と回答して間違えましたw

「最初はホップ数1にしていおいて、故障したら3にするとか、動的な変更が必要なんじゃないの?」とか、「おそらく、6ページ冒頭の”フレーム送出時に、TRヘッダ中のHCを適切な値にして送信するように設定すると障害時の代替経路として残りの正常な経路を使用できる。”という文章より、HCはRBの実際の存在数より多く設定することができるのでしょう。」とか、上記の問題文中の要件・制約をちゃんと読んでいなかったため、訳の分からない考察もしてしまいました。

設問2⑶について…

MACアドレスの学習が必要なポートと、そのポートでVLAN IDを識別するためのポート規格を問われています。

問題文P4の下から2行目、

一方、RBファブリックに入ってきたフレームの出口RBと、そのRB内の出力するポートを知るには、接続されたデバイスのMACアドレスを予め学習しておく必要がある

と、とあります。

この’学習する’の主語が分かれば、それが答えなのですが、さすがにそれはどこにも書いてありません。

ただ、’一方、RBファブリックに入ってきた~’という記載の後に、MACアドレスの学習の話が来ているので、MACアドレスを学習するのは、RBにデータが到達した後であることが分かります。

そして求められている解答は’どのポートがMACアドレスを学習する必要があるのか?‘です。

図3中で’ポート’という名前がついているのは、’エッジポート’、’ファブリックポート’の2つ。

更に、’ファブリックポート’は、上記の問題文中に記載のあった、’そのRB内の出力するポート’になるため、MACアドレスを学習するのは’エッジポート’であることが分かります。

続いて’ポート規格’ですが、VLANについての知識がないと解答は厳しいでしょう。今回のネットワーク(インフラ・方式)設計では、ポート毎に異なるサブネットワークに所属するデータが入ってくるため、ポートVLANを利用する必要があり、その際ポートにはIEEE802.1Qという規格が適用されます。

模範解答は
ポートの種類:エッジポート
ポートの種類の規格:IEEE802.1Q
でした。

設問2⑷について…

設問5の⑴(下線部③)のホップ数を回答する設問と同様に、1パターンずつ、確かめながら解答することが求められますね。

各デバイスにはMACアドレス(MAx)が紐づけられていて、さらにVLANも設定されています。

つまり、’デバイスーMACアドレスーVLANールーター(RBx)ーポート番号’の紐づけを明らかにしてあげよう、とう設問です。

デバイス MACアドレス VLAN番号 RB名 ポート番号
右上のデバイス MA2 20 RB2 3
左下のデバイス MA3 20 RB3 4
右下のデバイス MA4 10 RB4 3

設問3⑴について…

図5中のFoE対応ストレージに向けてFCファブリックに入力されるFCoEフレームの宛先MACアドレスはどこのMACアドレスか?を問われています。

パット読んで、何を聞かれているのか僕は分かりませんでした。MACアドレスを聞かれているのは分かるのですが、’図5中のFoE対応ストレージに向けてFCファブリックに入力されるFCoEフレームの宛先’の文面を読んだ時、’どこ?’と思ってしまったのが正直なところです。

これは、図5で言うと、以下になります。

上記の図の左側の黄色の丸の部分、入ってくるFCoEフレームの宛先MACアドレスは何か?これがこの設問で問われていることです。

宛先は、最終的なアクセス先である右側の黄色い丸のFCoE対応ストレージのMACアドレスじゃないの?と思ってしまうかもしれませんが、OSI参照モデルのルールに沿うと、IPアドレスについては最終的な宛先のIPアドレス、MACアドレスについては、間に機器が挟まれる場合は直近の機器のMACアドレスが、それぞれ宛先になります。
参考:【文系SE】ネットワーク~OSI基本参照モデル~

上記の図の左側の黄色い丸のMACアドレス、つまりFCoE-SW(FCF)のMACアドレスになります。

最初にFCFにログインしてから全て始まるという、問題文6ページの4行目にある記載を意識できるかがポイントですね。

模範解答は’ログインしたFCF’でした。

設問4⑵:’図7の中の(E)におけるファブリック内の転送先RB名と転送元RB名は何か?’について…

転送先と転送元のRBは、図7記載の通り、間のRBはスキップされるため、RB1→RB2となります。

また、この設問ではもう一つ’ホストーストレージ間の転送ではTRヘッダによるカプセル化とカプセル化の解除はどのように行われるか…’についても解答する必要があります。

カプセル化の実施については、問題文のP.5の下から4行目…

入力フレームは、図4中の(B)に示すヘッダ(以下、TRヘッダ)が付加され、カプセル化されてRB間を転送される。

この文面より、以下の図の黄色部分でカプセル化が実施されることが分かります。

 

続いてカプセル化解除の実施についてですが、問題文5ページの末尾から6ページの冒頭にかけて、

TRヘッダのHCの値はRBを通過するたびに減算され、HCが0のフレームは破棄されます。出口RBまで転送されてきたフレームは、カプセル化の解除が行われ、TRヘッダが外されて宛先デバイスに送出される、とあります。

この記載に則り、カプセル化の解除については、

カプセル化のタイミングは図4の通り、RBファブリック内にて最初にフレームが送出されるタイミングでカプセル化されます。

 

RBファブリックからフレームを送出するときに利用されるRBにて解除がなされるわけですね。

模範解答としては、
転送先RB:RB2
転送元RB:RB1
カプセル化とカプレス化の解除:FCF間を転送されるごとに行われる。

でした。

設問4⑶:図7中のフレームの内容で、FCFが転送処理の対象とするのは、どのフィールドか?

FCFの役割は、’ファブリック内でFCフレームを転送する’ことにあり、具体的に転送されるデータは冒頭のホストから統合ファブリック向けにFCoEでカプセル化されたFCフレーム、つまりDになります。

ネットワークの勉強をして良かったなーと思うこと

ITコンサルタントとしての現場において、プロジェクト内でトラブルシューティングやシステムインフラ設計において最も頼られる存在になり、安定した案件・プロジェクトアサインが実現できるようになりました。
参考:コンサルファームでアベイラブルになったら

文系SEであっても、こういった知識があると一目置かれた存在になれますし、キャリアアップの一助になります。

実際、僕はプログラマ➡SE(ネットワークエンジニア)➡ITコンサルタントとキャリアップしてきましたが、ITコンサルタントとして活動している今も本記事の様な技術的な部分を大事にしているため、’他のコンサルタントとは差別化された人材になれているな’と感じています。

本記事は技術的な内容でしたが、キャリアに関する情報をお探しの方はこちらも是非、ご覧ください。
参考:【文系 SE】ネットワークエンジニアのすすめ

 

 

それでは、Tchau◎

こじろう

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