令和7年度 秋期 応用情報技術者試験 午後 問題 問5 クラウド移行とIPネットワーク設計

テクノロジネットワーククラウド・仮想化セキュリティ技術

この問題は2025(R7)秋 応用情報技術者 午後に出題されたものです。出題時点の法令・制度に基づく内容のため、現行の内容と一致しない場合があります。

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学習ガイド

社内サーバをクラウド(仮想サーバ環境)へ移行する場面を通じて、DHCP・DNS・NAT・経路制御といったIPネットワークの基本を確かめる問題です。設問の多くは、メールなどの具体的なパケットが移行前後でどの機器をどの宛先アドレスで通過するかを問うもので、暗記ではなく経路の追跡力が試されます。この記事では代表的な通信を1つずつ選び、構成図の上でアドレスの変化を追いながら解答を確定します。

この記事で押さえる論点

  • DHCPリレー・DNS・NAT・経路制御の役割を構成図上で説明する
  • FW許可ルールの各行を通信の実経路と対応付ける
  • サーバ移行に伴う経路表の変更を送信元・宛先から導く

問題本文

問5 クラウドサービスへの移行に関する次の記述を読んで,設問に答えよ。

A社は,本社と一つの営業所をもつオフィス機器の販売会社である。本社で,Webサーバ,電子メール(以下,メールという)サーバ,業務サーバなどを運用している。

このたび,A社では,サーバの運用管理及びセキュリティ対策の負荷軽減を図るために,社内で運用するサーバを,B社のクラウドサービスでA社が占有して利用できる環境(以下,BCL-Aという)に移行することを決定した。情報システム部のC主任が,サーバ移行に伴うネットワーク構成の設計を担当することになった。

〔現在のネットワーク構成と運用形態〕

現在のA社のネットワーク構成を図1に示す。

図1 現在のA社のネットワーク構成
図の説明テキスト

図1 現在のA社のネットワーク構成

左上に「DMZのサーバのIPアドレス」という表がある。

サーバ名 IPアドレス
Webサーバ 200.α.β.1
メール中継サーバ 200.α.β.2
プロキシサーバ 200.α.β.3
外部DNSサーバ 200.α.β.4
キャッシュDNSサーバ 200.α.β.5

右側にネットワーク構成図がある。

  • インターネットが本社のFWに接続されている。
  • 本社内にはDMZ(A社.jp)と内部LAN(A社.lan)がある。
  • DMZにはL2SW3があり、FWと接続されている。L2SW3には、Webサーバ、メール中継サーバ、プロキシサーバ、外部DNSサーバ、キャッシュDNSサーバが接続されている。DMZのネットワークアドレスは200.α.β.0/28。
  • 内部LANにはL3SW1があり、FW、広域イーサ網に接続されている。また、内部のL2SW1、L2SW2とも接続されている。
  • L2SW1にはPCが複数接続され、ネットワークアドレスは172.16.128.0/20。
  • L2SW2には内部DNSサーバ、メールサーバ、業務サーバが接続され、ネットワークアドレスは172.16.0.0/24。
  • 営業所は広域イーサ網を介して本社と接続されている。
  • 営業所内にはL3SW0があり、L2SW0と接続されている。L2SW0にはPCが複数接続され、ネットワークアドレスは192.168.1.0/24。

下部に凡例と注記がある。

  • 凡例: FW: ファイアウォール、L2SW: レイヤー2スイッチ、L3SW: レイヤー3スイッチ、広域イーサ網: 広域イーサネットサービス網
  • 注記1: 200.α.β.γはグローバルIPアドレスである。また、200.α.β.0/28はネットワークアドレスを示し、/28はサブネットマスク長を示す。
  • 注記2: A社.jpはインターネット向けドメイン、A社.lanはA社内向けドメインである。

現在のA社のネットワークの構成及び運用形態を次に示す。

  • 本社及び営業所のPC(以下,社内PCという)には,L3SW1上で稼働するDHCPサーバから配付されるIPアドレス,そのリース期間及びサブネットマスク,デフォルトゲートウェイのIPアドレス並びにDNSサーバのIPアドレスを設定している。
  • メールサーバは,本社及び営業所の従業員によるメール送受信に利用される。
  • メール中継サーバは,メールサーバから送信された社外宛てのメールを社外のメールサーバに中継し,社外のメールサーバからA社宛てに送信されたメールをメールサーバに中継する。
  • メール中継サーバでは,スパムメールの踏み台になることを避けるために,オープンリレー防止策を実施している。
  • 業務サーバは,社内PCとだけ通信する。
  • 社内PCは,内部DNSサーバで名前解決を行う。
  • 内部DNSサーバは,A社.lanのゾーン情報を管理し,管理外のドメインのホストの名前解決要求を受信したときは,名前解決要求をキャッシュDNSサーバに転送する。
  • 外部DNSサーバは,A社.jpのゾーン情報を管理する。
  • 業務サーバ及びDMZのWebサーバは,HTTP Over TLSによるアクセスだけを受け付ける。
  • 社内PCは,インターネット上のWebサイト及びDMZのWebサーバに,DMZのプロキシサーバ経由でアクセスする。

FWに設定されている,インターネットとDMZとの間の通信を許可するルールを表1に示す。

表1 FWに設定されている,インターネットとDMZとの間の通信を許可するルール
図の説明テキスト

表1 FWに設定されている,インターネットとDMZとの間の通信を許可するルール

アクセス経路 送信元 宛先 プロトコル/宛先ポート番号
インターネット→DMZ any a TCP/443
any b TCP/53, UDP/53
any メール中継サーバ TCP/25
DMZ→インターネット c any TCP/80, TCP/443
キャッシュDNSサーバ any TCP/53, UDP/53
メール中継サーバ any TCP/25

注記 FWは,応答パケットの通過を自動的に許可する機能をもつ。

〔BCL-Aに移行後の構成の設計〕

C主任は,サーバをBCL-Aに移行した後の構成を,次の3点を前提として設計した。

  • 社内PCを使用した業務の運用方法及びPCの操作は変更しない。
  • 移行作業時の障害によって業務が全面停止するのを避けるために,今回の移行では業務サーバを本社に残す。
  • BCL-Aに移行後の各サーバのインターネット向けのIPアドレスには,移行前のDMZの各サーバと同じグローバルIPアドレスを設定する。

サーバをBCL-Aに移行した後のネットワーク構成を図2に示す。

図2 サーバをBCL-Aに移行した後のネットワーク構成
図の説明テキスト

2つの表と1つのネットワーク構成図で構成されている。

【表1: 公開セグメントのサーバのIPアドレス】

サーバ名 IPアドレス
キャッシュDNSサーバ 172.20.1.11
プロキシサーバ 172.20.1.12
Webサーバ 172.20.1.13
メール中継サーバ 172.20.1.14

【表2: 内部セグメントのサーバのIPアドレス】

サーバ名 IPアドレス
メールサーバ 172.20.2.11
内部DNSサーバ 172.20.2.12

【図2: サーバをBCL-Aに移行した後のネットワーク構成】

  • BCL-A (A社.lan, 172.20.0.0/20)
    • 公開セグメント (172.20.1.0/24): キャッシュDNSサーバ、プロキシサーバ、Webサーバ、メール中継サーバが存在。
    • 内部セグメント (172.20.2.0/24): 内部DNSサーバ、メールサーバが存在。
    • その他: インターネット向けDNSサービス、IGW (NAT機能をもつインターネットゲートウェイ)、IPsecルータ1が存在。IGWとIPsecルータ1はインターネットへ接続されている。
  • インターネット
    • BCL-Aと本社を接続。
  • 本社
    • IPsecルータ2が存在し、インターネット経由でBCL-Aと接続されている。
    • IPsecルータ2はL3SW1と接続。L3SW1は広域イーサ網と接続。
    • L3SW1の下位にL2SW1があり、PC群 (172.16.128.0/20) が接続されている。
    • L3SW1の下位にA社.lan (172.16.0.0/24) があり、L2SW2を介して業務サーバが接続されている。
  • 営業所
    • L3SW0が存在し、広域イーサ網を介して本社のL3SW1と接続。
    • L3SW0の下位にL2SW0があり、PC群 (192.168.1.0/24) が接続されている。
  • 注記
    • 図1中の外部DNSサーバの機能は、B社が提供するインターネット向けDNSサービスを利用して実現する。

サーバをBCL-Aに移行した後の各種設定,動作及び構成を次に示す。

  • BCL-Aには,公開セグメントと内部セグメントを設定する。
  • 公開セグメント及び内部セグメントには,それぞれ経路表を設定する。経路表には,サーバ同士の間及びサーバとインターネットとの間で移行前と同様な通信を行うことができる経路情報を登録する。
  • BCL-Aのドメイン名は,A社内向けドメインのA社.lanとし,ネットワークアドレスは172.20.0.0/20を設定する。この172.20.0.0/20をサブネットに分割して,公開セグメントに172.20.1.0/24を,内部セグメントに172.20.2.0/24を設定する。
  • A社.lanのゾーン情報は内部DNSサーバで管理する。
  • 公開セグメントのサーバは,IGW経由でインターネットと通信する。IGWは,NATによって,公開セグメントの各サーバに設定された172.20.1.11〜172.20.1.14をインターネットに公開する各サーバの対応するIPアドレスである200.α.β.1〜200.α.β.3,200.α.β.5に変換する。
  • 公開セグメントのインターネット向けドメイン名は,図1中のDMZと同様のA社.jpとし,A社.jpの各サーバには,図1と同じIPアドレスを設定する。
  • A社.jpのゾーン情報はインターネット向けDNSサービスで管理する。
  • インターネットから公開セグメントのサーバ宛てに送信されたパケットは,IGWが公開セグメントのサーバに中継する。
  • 本社は,IPsecルータ2及びIPsecルータ1を経由してBCL-Aと接続する。
  • IPsecルータ2は,BCL-A宛てのパケットを,IPsecルータ1に転送する。
  • L3SW0とL3SW1の経路表及びDHCPサーバの配付情報を変更する。

C主任は,設計内容を上司のD課長に説明し,移行方法が承認された。

設問と解答・解説

設問1

(1)

本文中の下線①について,営業所のPCに設定するデフォルトゲートウェイのIPアドレスをもつ機器を,図1中の名称で答えよ。

模範解答

L3SW0

採点基準(配点 2点)

正確性(内容)(2点)

  • 2: 「L3SW0」と図中の名称で正確に解答している。
  • 1: 対象機器を指しているが、図中の正確な名称の表記と軽微な差異がある。
  • 0: 誤った機器名を解答している、または無回答。

解説

クラウド環境への移行を前提としたネットワークの基本機能の理解を問う問題です。

営業所のPCが所属するネットワークセグメントにおいて、他のネットワークへ通信を転送するためのデフォルトゲートウェイとして機能する機器を特定します。図1の構成から、営業所のPCが直接接続されているL3スイッチである L3SW0 が該当します。

高得点のポイント

  • ネットワーク構成図に基づき、営業所のPCにとってのデフォルトゲートウェイとなるルーティング機器を正しく特定する。

(2)

本文中の下線②について,メール中継サーバで防止すべき処理を,40字以内で答えよ。

模範解答

社外のメールサーバから送信された社外宛てのメールを中継する処理

採点基準(配点 2点)

知識・理解度(内容)(1点)

  • 1: サーバの運用負荷軽減・セキュリティ強化の目的に沿って、スパムメールの踏み台(オープンリレー)となる条件(社外から社外宛て)を正しく理解し記述している。
  • 0: オープンリレーの条件についての理解が不十分である、またはOP25Bなど異なる技術の記述となっている。

論理性(構造)(1点)

  • 1: 「社外から社外宛て」のメールを「中継する処理」であることが、論理的かつ自然な文脈で記述されている。
  • 0: 記述の構造が不適切であり、中継処理を制限すべき対象が明確に伝わらない。

解説

クラウド環境への移行に関連し、セキュリティ対策の強化としてメールサーバの適切な運用に関する理解を問う問題です。

メール中継サーバがスパムメールの踏み台(オープンリレー)になることを防ぐための設定について問われています。オープンリレーとは、社外のメールサーバから送信された社外宛てのメールを無条件に中継してしまう状態を指します。
OP25B(Outbound Port 25 Blocking)は、自ネットワークのPCなどがISPのメールサーバを経由せずに外部のSMTPサーバへ直接通信するのを遮断する仕組みであり、メール中継サーバ自身のオープンリレー対策とは異なる点に注意が必要です。

高得点のポイント

  • 社外から送信されたメールであることを明記する。
  • 社外宛てのメールであることを明記する。
  • 上記の条件を満たす通信を中継する処理であることを的確に表現する。

(3)

表1中の a に入れる適切な機器名を,図1中の名称で答えよ。

模範解答

Webサーバ

採点基準(配点 2点)

正確性(内容)(2点)

  • 2: 「Webサーバ」と図中の名称で正確に解答している。
  • 1: 対象サーバを指しているが、図中の正確な名称の表記と軽微な差異がある。
  • 0: 誤った機器名を解答している、または無回答。

解説

クラウド環境への移行に向けた現状のネットワーク構成の理解を問う問題です。

インターネットからDMZへのHTTP/HTTPS通信(TCPポート80、443)を受信する機器は、一般的にWebリクエストを処理するサーバです。表1の該当するプロトコルと送信元・宛先ネットワークの情報を図1と照らし合わせることで、Webサーバ であることが導き出せます。

高得点のポイント

  • インターネットからDMZへのHTTP/HTTPS通信を受信するサーバの役割を正しく特定する。

(4)

表1中の b に入れる適切な機器名を,図1中の名称で答えよ。

模範解答

外部DNSサーバ

採点基準(配点 2点)

正確性(内容)(2点)

  • 2: 「外部DNSサーバ」と図中の名称で正確に解答している。
  • 1: 対象サーバを指しているが、図中の正確な名称の表記と軽微な差異がある。
  • 0: 誤った機器名を解答している、または無回答。

解説

クラウド環境への移行に向けた現状のネットワーク構成の理解を問う問題です。

インターネットからDMZへのDNS通信(UDP/TCPポート53)を受信する機器について問われています。外部からの名前解決の要求に応答するため、インターネットに対して公開されているDNSサーバである 外部DNSサーバ が該当します。

高得点のポイント

  • インターネットからのDNSプロトコル(ポート53)の通信先として、外部向けに公開されているDNSサーバを正しく特定する。

(5)

表1中の c に入れる適切な機器名を,図1中の名称で答えよ。

模範解答

プロキシサーバ

採点基準(配点 2点)

正確性(内容)(2点)

  • 2: 「プロキシサーバ」と図中の名称で正確に解答している。
  • 1: 対象機器を指しているが、図中の正確な名称の表記と軽微な差異がある。
  • 0: 誤った機器名を解答している、または無回答。

解説

クラウド環境への移行に向けた現状のネットワーク構成の理解を問う問題です。

社内ネットワーク(営業所、本社など)からインターネットへのHTTP/HTTPS通信を中継する機器について問われています。社内PCは直接インターネットに接続せず、特定のサーバを経由してWebアクセスを行う構成となっており、該当する機器は プロキシサーバ です。

高得点のポイント

  • 社内からインターネットへのWebアクセスを中継するプロキシサーバの役割を正しく特定する。

設問1(2)は,正答率が低かった。スパムメールの踏み台になることを避けるために,防止すべきメールの中継処理について問うた。防止する処理としてOP25B (Outbound Port 25 Blocking)を説明した解答が散見された。OP25Bは,自身が接続したISPのメールサーバを経由せずに,他のISPに直接メールを送信するのを防ぐための技術であり,オープンリレーを防止するための処理ではないことを理解して,正答を導いてほしい。

設問2

(1)

本文中の下線③について,A社宛てのSMTPパケットがIGWを通過するとき,IGW通過前の宛先IPアドレスを答えよ。

模範解答

200.α.β.2

採点基準(配点 2点)

正確性(内容)(2点)

  • 2: 「200.α.β.2」と正確なIPアドレスを解答している。
  • 1: IPアドレスの形式で解答しているが、一部に誤りがある。
  • 0: 全く異なるIPアドレスや記述である、または無回答。

解説

クラウド環境(BCL-A)へのサーバ移行に伴う、NATや経路制御などIPネットワーク機能の理解を問う問題です。

A社宛てのSMTPパケットがIGW(インターネットゲートウェイ)を通過する前の宛先IPアドレスについて問われています。
社内やクラウド環境から外部(A社)へ向けてメールを送信する場合、パケットの宛先は最終的な目的地であるA社のメールサーバとなります。したがって、IGWを通過する前段階での宛先IPアドレスは、A社メールサーバのグローバルIPアドレスである 200.α.β.2 となります。

高得点のポイント

  • ネットワーク構成に基づいて、外部へ送信されるパケットの宛先IPアドレスを正確に読み取る。

(2)

本文中の下線③について,A社宛てのSMTPパケットがIGWを通過するとき,IGW通過後の宛先IPアドレスを答えよ。

模範解答

172.20.1.14

採点基準(配点 2点)

正確性(内容)(2点)

  • 2: 「172.20.1.14」と正確なIPアドレスを解答している。
  • 1: IPアドレスの形式で解答しているが、一部に誤りがある。
  • 0: 全く異なるIPアドレスや記述である、または無回答。

解説

クラウド環境(BCL-A)へのサーバ移行に伴う、NATなどIPネットワーク機能の理解を問う問題です。

該当するSMTPパケットがIGW(インターネットゲートウェイ)を通過する際のアドレス変換処理を考慮し、通過後の宛先IPアドレスを答える設問です。問題のクラウド環境やNATの構成仕様に基づき、当該パケットの宛先IPアドレスは内部ネットワーク側の指定アドレスである 172.20.1.14 となります。
業務の運用方法やPCの操作が変わらないことを前提とした、移行後のパケット転送の仕組みを正確に把握する必要があります。

高得点のポイント

  • IGWにおけるNAT等のアドレス変換の挙動を理解し、パケット通過後の宛先IPアドレスを特定する。

(3)

本文中の下線④について,IPsecルータ1がBCL-Aのサーバに転送するパケットの送信元のネットワークアドレスを,図2中の表記で全て答えよ。

模範解答

192.168.1.0/24

172.16.128.0/20

採点基準(配点 3点)

正確性(内容)(3点)

  • 3: 「192.168.1.0/24」および「172.16.128.0/20」の2つを、図2中の表記で正確に解答している。
  • 1: 2つのうち、1つのネットワークアドレスのみを正しく解答している。
  • 0: いずれのネットワークアドレスも誤っている、または無回答。

解説

クラウド環境(BCL-A)と社内ネットワークを接続するIPsec VPNの経路制御の理解を問う問題です。

IPsecルータ1がBCL-Aのサーバへ転送するパケットは、社内のネットワークから送信されるものです。図2の構成図より、クラウド環境とのVPN通信を行う対象となる社内のネットワークアドレスは 192.168.1.0/24172.16.128.0/20 の2つです。
サーバ移行後も業務運用が変わらないよう、これらの社内ネットワークからの通信が適切にクラウド側へルーティングされる必要があります。

高得点のポイント

  • IPsec VPNを経由してクラウド環境(BCL-A)と通信を行う社内ネットワークを漏れなく特定する。
  • 指定されたCIDR表記(/24, /20)を含め、図2中の表記通りに正確に記述する。

(4)

本文中の下線⑤について,L3SW0及びL3SW1の経路表中の,社内PCを送信元とする経路の変更は,どのサーバがBCL-Aに移行することによって発生するか。図2中の名称で全て答えよ。

模範解答

プロキシサーバ

メールサーバ

内部DNSサーバ

採点基準(配点 3点)

正確性(内容)(3点)

  • 3: 「プロキシサーバ」「メールサーバ」「内部DNSサーバ」の3つ全てを図2中の名称で正確に解答している。
  • 1: 3つのうち、1つまたは2つのサーバ名のみを正しく解答している。
  • 0: 全て誤っている、または無回答。

解説

クラウド環境へのサーバ移行に伴って発生する、社内ネットワーク(L3SW0、L3SW1)の経路情報の変更点の理解を問う問題です。

社内PCを送信元とする経路表の変更は、社内PCが直接アクセスするサーバがBCL-Aに移行することによって発生します。該当するのは、日常業務で社内PCからの通信先となる プロキシサーバメールサーバ、および 内部DNSサーバ です。これらのサーバの配置場所が社内(DMZ等)からクラウド環境へ移動するため、ルーティング機器において対象サーバ向けのネクストホップ等の経路情報を変更する必要があります。

高得点のポイント

  • 社内PCから直接通信が発生するサーバを正しく特定する。
  • クラウドへの移行に伴い、宛先ネットワークが変わる対象サーバを過不足なく挙げる。

設問2(2)は,正答率がやや低かった。クラウド環境に転送するパケットについて問うた。サーバをクラウド環境に移行した後も,業務の運用方法及びPCの操作は変わらないことを理解して,正答を導いてほしい。