LAN・WANとネットワークプロトコルの基礎とは？

LAN・WANとネットワークプロトコルの基礎の意味

LANは限られた範囲内のネットワーク、WANは通信事業者の回線で結ぶ広域のネットワーク。プロトコルは通信の手順やデータ形式を定めた共通の約束事で、代表例のTCP/IPはIPが経路選択、TCPが信頼性のある伝送制御を担う。応用情報ではOSI参照モデルの各層とプロトコルの対応、ルーティングの仕組みまで踏み込んで問われる。

LAN・WANとネットワークプロトコルの基礎の具体例

Webページの閲覧はHTTP、メール送信はSMTP、ファイル転送はFTPというように、用途ごとに異なるプロトコルがTCP/IPの上位で使われる。

LAN・WANとネットワークプロトコルの基礎は試験でどう引っ掛けられる？

TCPとIPの役割を取り違えないこと。経路選択と宛先までの配送を担うのがIP（ネットワーク層）で、届いたかの確認と再送・順序整列を担うのがTCP（トランスポート層）。IP自体は到達を保証しない。またOSI基本参照モデルの7層とTCP/IPの4階層モデルは対応するが層数が違い、OSIのセション層・プレゼンテーション層はTCP/IPではアプリケーション層にまとめられる。層の順序（下から物理・データリンク・ネットワーク・トランスポート・セション・プレゼンテーション・アプリケーション）も定番の出題。

LAN・WANとネットワークプロトコルの基礎と関連する用語

• OSI基本参照モデル
• TCPとUDPの違い

LAN・WANとネットワークプロトコルの基礎が出た過去問

• TCP, UDPのポート番号を識別し、プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスとの対応関係を管理することによって、プライベートIPアドレスを使用するLA…

  正解：NAPT

  要点：NAPTはポート番号も変換して1つのIPを複数端末で共有する

  NAPT（Network Address Port Translation、IPマスカレードとも呼ばれる）は、IPアドレスの変換に加えてTCPやUDPのポート番号も付け替えることで、内部の複数端末を1つのグローバルアドレスに対応付ける仕組みです。変換表にポート番号との組合せを記録するため、戻ってきたパケットを正しい内部端末へ振り分けられます。アドレスだけを1対1で変換するNATとの違いがここにあります。

  出典：平成28年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問34（IPA）

• 多数のクライアントが，LANに接続された1台のプリンタを共同利用するときの印刷要求から印刷完了までの所要時間を，待ち行列理論を適用して見積もる場合について考える…

  正解：印刷の緊急性や印刷量の多少にかかわらず，先着順に印刷する。

  要点：M/M/1はポアソン到着・指数サービス・無限長FIFOが前提

  M/M/1モデルは、到着がポアソン分布、サービス時間が指数分布、窓口が1つ、待ち行列は無限長で先着順（FIFO）に処理される、という条件を前提とする。先着順に印刷するという運用はこのFIFOの前提に合致する。

  出典：平成28年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問3（IPA）

• 100Mビット／秒のLANに接続されているブロードバンドルータ経由でインターネットを利用している。FTTHの実効速度が90Mビット／秒で，LANの伝送効率が80…

  正解：54

  要点：速度の異なる区間では最も遅い区間が全体の上限を決める

  LANの実効速度は100Mビット/秒×0.8＝80Mビット/秒で、FTTHの90Mビット/秒より遅いため、こちらが上限となる。540Mバイトは540×8＝4,320Mビットなので、4,320÷80＝54秒である。

  出典：平成28年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問32（IPA）

• CSMA/CD方式のLANで使用されるスイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）は，フレームの蓄積機能，速度変換機能や交換機能をもっている。このようなスイッチングハブ…

  正解：ブリッジ

  要点：スイッチングハブとブリッジはどちらもデータリンク層の装置

  スイッチングハブはMACアドレスを見てフレームを転送するデータリンク層（第2層）の装置である。同じ第2層で動作し、フレームを蓄積して転送先を選ぶ従来の装置がブリッジである。

  出典：平成28年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問33（IPA）

• 無線LANで用いられるSSIDの説明として、適切なものはどれか。

  正解：最長32オクテットのネットワーク識別子であり、接続するアクセスポイントの選択に用いられる。

  要点：SSIDは最長32オクテットの無線LANネットワーク識別子

  SSIDは無線LANのアクセスポイントが属するネットワークを識別する名前で、最長32オクテットの文字列である。端末は受信したSSIDを見て、どのアクセスポイントに接続するかを選択する。

  出典：平成29年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問31（IPA）