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カテゴリ:7.リンク層(L1,L2) > 7.1 LANとイーサネット

通信には
ブロードキャスト
ユニキャスト
マルチキャスト
の3つがあります。

ブロードキャスト(broadcast)
 同一ネットワーク上の全ての端末に対して発信する通信です。スピーカーを使って、全員に話をしている様子を思い浮かべればいいでしょう。過去問(H25秋AP午前問34)では、「ブロードキャストフレームによるデータ伝送の説明」として,「同一セグメント内の全てのノートに対して,送信元が一度の送信でデータを伝送する」と述べています。
 全員に通信するので、無駄なパケットが流れますし、その間、他の人は通信ができません。よって、ARPなどによる名前解決など、ごく一部の目的でのみ利用されます。
 
ユニキャスト(unicast)
 ブロードキャストと異なり、ただ一つの端末あてに通信をします。ほとんどの通信はユニキャストです。
例えば、図のように、192.168.1.101と通信したいときに、相手のMACアドレスを知りたい場合はブロードキャストで全員に聞きます。その後は、MACアドレスが分かりましたから、該当する端末のみとユニキャストで通信をします。
22
Wiresharkでキャプチャーをすると、以下のようなパケットが流れます。
arp



マルチキャスト
 過去問(H25秋AP午前問34不正解選択肢)では、「同一セグメント内の選択された複数のノートに対して,送信元が一度の送信でデータを伝送する」と述べています。
 マルチキャストに関しては、マルチキャストの章にて詳しく解説します。

ブロードキャストドメイン
ブロードキャストドメインとは、ブロードキャストが届く範囲を言います。これは、同一ネットワーク内に届きます。
例えば、先ほどのARPのフレームを見てみましょう。宛先はff:ff:ff:ff:ff:ffです。
レイヤ2のフレームですので、ルータは超えられません。なので、同一セグメント(例えば192.168.1.0/24)に届きます。
ブロードキャストドメインは広すぎても無駄なパケットが増えるだけですので、適切に分割する必要があります。ブロードキャストドメインを分けるのはVLANです。別途VLANの記事で解説します。
arp2

さて、ブロードキャスト、ユニキャスト、マルチキャストをまとめて図に表すと、以下のようになります。
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ネットワークスペシャリストの試験ではあまり深いところまでは問われないと思いますので、参考程度に。

◆10Gビットイーサ
・IEE802.3ae
・10Gのイーサネットの場合は、CSMA/CD方式や半二重をサポートせず、全二重通信のみである。(1Gのイーサネットの場合は、CSMA/CDをサポートしている)
・光ファイバーケーブル毎の伝送距離
MMF:最大伝送距離300m
SMF:最大伝送距離 10km、40km ※コア径などによって異なる。

◆10GBASE-T
・10Gは通常であれば光ケーブルでの接続であったが、メタルのLANケーブルを使って通信するものが10GBASE-Tである。
・ケーブルはCat6(またはCat6e)、Cat6a,Cat7を利用する。お勧めはSTPのCat6aやCat7である。UTPでも可能だが、ノイズの関係で高速通信は難しいかもしれない。
・最大伝送距離は1000BASE-Tと同じ100mであるが、Cat6は55mしか出ない。Cat6aからは100mが伝送できる。(※Cat6はそもそも、1000BASE-T用の規格である。)

※参考:Cat6aでは、エイリアンストロークとよばれるノイズに対応する工夫がされている。クロストーク(cross talk)とは、その英単語が意味するようにお互いがクロスして話すことである。干渉して良く聞き取れないですよね。

◆過去問より
過去問を確認することで、どの程度の内容が問われているかを確認しましょう。
がある。
【H20NW午前 問40】 
10Gビットイーサネット(IEEE802.3ae)の特徴として、適切なものはどれか。

ア SONET/SDHとの相互接続性をもつ。
イ STPケーブルを用いる接続方式である。
ウ 接続距離は最長100mである。
エ 半二重モードがサポートされている。

正解はア
・アを選ぶのは難しかったかもしれないが、消去法で正解を導いた人も少なくないだろう。
・SONET/SDH(Synchronous Optical NETwork/Synchronous Digital Hierarchy):SONETは昔から利用されている光ファイバーによる高速通信の規格。個人や法人ではなくインフラ事業者が利用している。SDHはSONETを基に世界標準化したもの
・イ、ウ、エが正解ではないことは、これまでの解説を確認してほしい。

◆ジャンボフレーム(Jumbo Frame)
通常のイーサネットのフレームサイズは1500byte程度であるが、これではオーバーヘッドが大きい。
そこで、フレームサイズを大きくして転送する方法。メーカによってサイズは異なるが、10000byteなどに拡大している。
メーカによって大きさはことなり、IEEEでの規定はない。

◆フレームバースト(Frame Bursting)
ギガビットイーサネットにおける半二重通信時の高速化技術の一つ。
衝突回避のために、フレーム送信後に一定時間の空き時間を作るが、これを行わずに連続してフレームを送る。ギガビットイーサでは半二重通信はほとんどないので、利用シーンは少ないと思う。

現実的には無線LANの高速化技術として利用されている。無線LANは半二重通信だからである。

・ネットワークトポロジ
ポイントツーポイント,ツリー型,バス型,スター型,リング型

・メディアアクセス制御(MAC:Media Access Control)
メディアアクセス制御に関しては、応用情報のシラバスに以下の記載がある。
(5)メディアアクセス制御
データの送受信方法や誤り検出方法などを規定するMAC(Media Access Control:メディアアクセス制御)の仕組みと特徴を理解する。また,アクセス制御の目的,アクセス制御手法の代表的な種類と仕組みを理解する。

【用語例】 TDMA,CSMA/CD,トークンパッシング,FDDI,衝突
・FDDI(Fiber Distributed Data Interface)
過去問ではFDDIにおける送信権制御に関して、「トークンと呼ばれる特殊な電文をノードからノードへ巡回させ、送信要求のあるノードは、トークンを受信したときに送信権を得る(H20NW午前 問41)」と述べている。

過去問(H27春FE午前)を見てみよう。
問32 CSMA/CD方式のLANに接続されたノードの送信動作として,適切なものはどれか。
ア 各ノードに論理的な順位付けを行い,送信権を順次受け渡し,これを受け取ったノードだけが送信を行う。
イ 各ノードは伝送媒体が使用中かどうかを調べ,使用中でなければ送信を行う。衝突を検出したらランダムな時間経過後に再度送信を行う。
ウ 各ノードを環状に接続して,送信権を制御するための特殊なフレームを巡回させ,これを受け取ったノードだけが送信を行う。
エ タイムスロットを割り当てられたノードだけが送信を行う。
イがCSMA/CD、ウがFDDIなどで利用されるトークンパッシング、エがTDMA(Time Division Multiple Access)です。

図のようなIPネットワークのLAN環境で,ホストAからホストBにパケットを送信する。LAN1において,パケット内のイーサネットフレームのあて先とIPデータグラムのあて先の組合せとして,適切なものはどれか。ここで,図中のMACn/IPmはホスト又はルータがもつインターフェースのMACアドレスとIPアドレスを示す。
H22午前橘12
イーサネットフレームのあて先
IPデータグラムのあて先
MAC2
IP2
MAC2
IP3
MAC3
IP2
MAC3
IP3

 正解 ウ
※解答が間違えており、掲示板にてご指摘いただきました。
申し訳ございませんでした。

CSMA/CD方式のブリッジで接続された二つのセグメント間で,ブロードキャストフレームの中継と,衝突発生時にできる不完全フレームの中継について,適切な組合せはどれか。

ブロードキャストフレームの中継
衝突発生時にできる
不完全フレームの中継
中継する
中継する
中継する
中継しない
中継しない
中継する
中継しない
中継しない

正解 イ

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