令和7年度 春期 応用情報技術者試験 午後 問5 社内LANの障害切り分け

テクノロジネットワーク

この問題は2025(R7)春 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。

本ページの問題文・選択肢は、原本の体裁を Web 表示用に正規化しています(改行・記号・数式・図表参照の調整)。設問の趣旨および正解に影響する変更は加えていません。

学習ガイド

社内LANで起きた3つの障害(プリンタ印刷不可・インターネット接続不可・アクセス遅延)の対応を通じて、LANの基本の仕組みを確かめる問題です。ARPテーブルの読み取り、サブネット分割の影響、キャッシュDNSサーバの冗長化、SNMPによる異常通知と、実務のトラブルシューティングで使う知識が並びます。この記事では、事象ごとに原因の層を特定する切り分けの順序を示しながら解答を導きます。

この記事で押さえる論点

  • ARPテーブルやIPアドレス設定から障害原因を切り分ける
  • サブネット分割がブロードキャスト通信へ与える影響を説明する
  • DNS冗長化やSNMP通知など予防・検知の仕組みを理解する

問題本文

社内LANの障害対応に関する次の記述を読んで,設問に答えよ。

Y社は,従業員約50名の経営コンサルティングサービスを提供する企業である。
従業員は会社支給のPCを使用して,Y社のオフィスや自宅などのテレワーク環境で日々の業務を行っている。当該PCには,ディスク暗号化,PC利用時の多要素認証や自宅からY社のオフィスへのSSL-VPN接続などのセキュリティ対策を施している。
Y社のオフィスのLAN(以下,Y社LANという)は,社内LANセグメント(以下,社内LANという)とDMZセグメント(以下,DMZという)で構成され,Y社のオフィス内では,PCは社内LANに接続して利用している。
社内LANには無線LANのアクセスポイント(以下,無線APという)が設置され,PCは有線LAN又は無線LANで社内LANに接続する。PCのネットワーク関連の設定は,社内LANに設置したDHCPサーバを利用して行われる。社内LANにはプリンタが設置されており,社内LAN上のPCから印刷することができる。
DMZにはプロキシサーバ,キャッシュDNSサーバ及びファイルサーバが設置されており,社内LAN上のPCはプロキシサーバ経由でインターネットにアクセスしている。業務で使用するファイル類はファイルサーバに保管し,Y社のオフィスやテレワーク環境のPCを使って従業員間でファイルを共有している。
Y社LANは総務部が所管しており,B主任とCさんが日常的な運用管理と障害対応を行っている。Y社のネットワーク構成を図1に示す。また,IPアドレスを固定で割り当てている主な機器のIPアドレスとMACアドレスを表1に示す。

図1 Y社のネットワーク構成
図の説明テキスト

図1 Y社のネットワーク構成
【構成要素と接続関係】

  • テレワーク環境: PCが存在し、インターネットに接続されている。
  • インターネット: Y社LANのFW(ファイアウォール)に接続されている。
  • Y社LAN: FWはL3SW(レイヤー3スイッチ)に接続されている。L3SWは、DMZのL2SW(レイヤー2スイッチ)と社内LANのL2SWに接続されている。
  • DMZ (192.168.11.0/24): L2SWを介してプロキシサーバ、キャッシュDNSサーバ、ファイルサーバが接続されている。
  • 社内LAN (192.168.1.0/24): L2SWを介して無線AP、プリンタ、DHCPサーバ、および有線接続のPCが接続されている。無線APには、無線接続のPCが接続されている。
    【凡例・注記】
  • 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
  • 注記1: DHCPサーバからは192.168.1.101〜200のIPアドレスを配布する。
  • 注記2: FWはNAPT機能を備えている。また,SSL-VPN機能を備えており,テレワーク環境上のPCはSSL-VPNを用いてDMZ上のファイルサーバにアクセスできる。
表1 IPアドレスを固定で割り当てている主な機器のIPアドレスとMACアドレス
図の説明テキスト

表1 IPアドレスを固定で割り当てている主な機器のIPアドレスとMACアドレス

機器 IPアドレス MACアドレス
DHCPサーバ 192.168.1.11 00-00-5E-00-53-B7
プリンタ 192.168.1.21 00-00-5E-00-53-63
プロキシサーバ 192.168.11.31 00-00-5E-00-53-75
キャッシュ DNS サーバ 192.168.11.41 00-00-5E-00-53-D8
ファイルサーバ 192.168.11.51 00-00-5E-00-53-32

〔プリンタの印刷障害〕

ある日,従業員から“社内LAN上のPCからプリンタへの印刷ができない”という報告が総務部にあった。連絡を受けたCさんが,社内LANに接続していた自身のPC(以下,PC-Cという)からプリンタに印刷を試みたところ,印刷できない状況であった。

まずCさんはプリンタ本体の管理画面を確認し,プリンタのネットワーク接続に問題がないことや,ネットワークインタフェースのMACアドレス及びIPアドレスに誤りがないことを確認した。PC-Cからプリンタに対してpingコマンドを実行したところ,プリンタからの応答はなかった。

次にPC-CのARPテーブルの内容を調べてみると,表2のとおりであった。

表2 PC-CのARPテーブル
図の説明テキスト

表2 PC-CのARPテーブル

項番 IPアドレス MACアドレス
1 192.168.1.1 00-00-5E-00-53-2B
2 192.168.1.11 00-00-5E-00-53-B7
3 192.168.1.21 00-00-5E-00-53-E4
4 192.168.1.101 (省略)
50 192.168.1.255 FF-FF-FF-FF-FF-FF

Cさんは表2を確認して,プリンタに割り当てられているIPアドレスが他の機器に設定されていると判断し,従業員全員にPCのIPアドレスを確認するように依頼した。その結果,従業員Dさんから“自宅のテレワーク環境で会社支給のPCを接続した際にIPアドレスを手動で設定していたが,その設定のまま社内LANに接続した”との連絡を受けた。DさんのPC(以下,PC-Dという)を確認したところ,手動でIPアドレス a が設定されていた。CさんはPC-DのIPアドレスをDHCPサーバから自動で取得する設定に変更した後,PC-Cからプリンタに印刷できることを確認した。

Cさんは,プリンタの印刷障害への対応状況をB主任に報告した。B主任は,今回の障害への対応策として,社内LANを二つのサブネットに分割してPCとプリンタを別のセグメントに接続する対策を検討するようにCさんに指示した。また,セキュリティ対策として,社内LANにPCを接続する際の,MACアドレス認証や認証サーバを用いたIEEE b 認証を導入することの検討と,PCのIPアドレスをDHCPサーバから自動で取得する設定の変更を原則禁止とする旨の社内規程への明記及び従業員への周知をCさんに指示した。

〔インターネットのアクセス障害〕

ある日,従業員から“インターネットにアクセスできない”という多数の報告が総務部にあった。Cさんが原因を調査するために,PC-Cからプロキシサーバ及びキャッシュDNSサーバに対してpingコマンドを実行して疎通確認を行ったところ,いずれも正常な応答が返ってきた。さらに,c コマンドを実行してキャッシュDNSサーバで名前解決ができるか確認したところ,名前解決はできなかった。

Cさんは,キャッシュDNSサーバのDNSソフトウェアに不具合が発生していると考えて,キャッシュDNSサーバを再起動した。再起動後,名前解決ができるようになり,インターネットへのアクセスが正常化したことを確認した。

Cさんは,インターネットのアクセス障害への対応状況をB主任に報告した。B主任は,今回の障害への対応策として,キャッシュDNSサーバの稼働状況を監視する対策に加えて,キャッシュDNSサーバの不具合時にもインターネットへのアクセスが継続できる対策を検討するようにCさんに指示した。

〔インターネットのアクセス遅延〕

その後,従業員から“インターネットへのアクセスがとても遅い”という報告が総務部にあった。Cさんは,DMZのL2SWにミラーポートを設定して,DMZとインターネットとの間,及び社内LANとDMZとの間に流れている通信パケットを一定時間パケットアナライザーでキャプチャして分析することにした。分析の結果,DMZとインターネットとの間の通信量は少ないが,社内LANとDMZとの間の通信量が非常に多いこと分かった。そこで,社内LANとDMZとの間の送信元と送信先の組合せ別のパケットの割合を整理することにした。整理した結果の一部を表3に示す。

表3 社内LANとDMZとの間の送信元と送信先の組合せ別のパケットの割合(一部)
図の説明テキスト

表3 社内LANとDMZとの間の送信元と送信先の組合せ別のパケットの割合(一部)

送信元 IP アドレス 送信先 IP アドレス パケットの割合 (%) (降順)
192.168.11.51 192.168.1.146 18.0
192.168.1.132 192.168.11.51 13.5
192.168.11.51 192.168.1.132 10.3
192.168.11.51 192.168.1.155 9.2
192.168.1.155 192.168.11.51 7.6

Cさんは表3などを確認して,インターネットのアクセス遅延は,複数の従業員のPCが d との間で800 Mビット/秒を超える大量の通信を繰り返し実行していることが原因であると判断し,該当する従業員にPCの操作を一時中断するように依頼した。その結果,インターネットへのアクセス速度は平常時と同程度に戻った。
Cさんは,インターネットのアクセス遅延への対応状況をB主任に報告した。B主任は,今回の障害への対応策として,d と社内LANとの間のトラフィック量をL3SWのSNMPを用いた管理機能を使って監視する仕組みや,d のQoS機能を使って e を制限する仕組みについて,導入の検討を行うようにCさんに指示した。

設問と解答・解説

設問1

〔プリンタの印刷障害〕について答えよ。

(1)

本文中の下線①について,Cさんが判断した理由を35字以内で答えよ。

模範解答

表2項番3のMACアドレスがプリンタのものと異なっていたから

採点基準(配点 3点)

知識・理解度(内容)(2点)

  • 2: MACアドレスが異なるという事実を正確に指摘している。
  • 1: MACアドレスに関する言及はあるが、比較対象や結果の記述が不十分である。
  • 0: 題意に沿った解答ではない、または無回答。

論理性(構造)(1点)

  • 1: Cさんが判断した理由として論理的につながる記述となっている。
  • 0: 理由としての記述構造に欠ける。

解説

プリンタの通信障害の原因究明において、MACアドレスの確認がポイントとなります。MACアドレス認証では、事前に登録されたMACアドレスと一致するかどうかで接続を許可します。表の記載値と実際のプリンタのMACアドレスが異なっていると、認証に失敗して通信できません。

高得点のポイント

  • 比較対象(表2項番3とプリンタ)が明記されていること
  • 比較する情報がMACアドレスであることが示されていること
  • 両者が異なっていたという結果が記述されていること

(2)

本文中の 空欄 a に入れる適切なIPアドレスを答えよ。

模範解答

192.168.1.21

採点基準(配点 3点)

正確性(内容)(3点)

  • 3: 「192.168.1.21」と完全に一致している。
  • 1: IPアドレスの形式で記述されているが、値が誤っている。
  • 0: 不正解、または無回答。

解説

プリンタに割り当てるIPアドレスは、プリンタが所属するサブネット内で利用可能であり、かつ他の機器と重複していない必要があります。空欄aに入るのは、条件を満たす具体的なIPアドレスです。

高得点のポイント

  • 指定されたサブネット内の正しいIPアドレスを回答していること

(3)

本文中の下線②について,サブネットに分割した結果,社内LAN上のPCからプリンタに届かなくなる通信の種類を解答群の中から選び,記号で答えよ。

  1. FTP
  2. ICMP
  3. ブロードキャスト
  4. ユニキャスト

模範解答

選択肢ウ: ブロードキャスト

配点 1

解説

ルータ(L3スイッチなど)によってサブネットが分割されると、ブロードキャスト通信はルータを越えて転送されないというネットワークの基本仕様に関する問題です。

各選択肢の解説

  • ア (FTP): TCPベースのユニキャスト通信であり、ルーティングされるため別サブネットにも届きます。
  • イ (ICMP): pingなどに使われるプロトコルで、IPルーティングによって別サブネットに届きます。
  • ウ (正解): ブロードキャストパケットはルータによって遮断されるため、別サブネットには届きません。
  • エ (ユニキャスト): 特定の宛先を指定した通信であり、正しくルーティングされます。

(4)

本文中の 空欄 b 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。

  1. 802.11a
  2. 802.11n
  3. 802.1Q
  4. 802.1X

模範解答

選択肢エ: 802.1X

配点 1

解説

LAN環境において、接続するPCやデバイスの認証を行うための規格を問う問題です。有線LANおよび無線LANでのポートベース認証には IEEE 802.1X が用いられます。

各選択肢の解説

  • ア (802.11a): 5GHz帯を利用する無線LANの通信規格です。
  • イ (802.11n): 2.4GHz/5GHz帯を利用する高速無線LANの通信規格です。
  • ウ (802.1Q): VLANを実装するためのタギング規格です。
  • エ (正解): ポートベースのネットワークアクセス制御(認証)を行う規格です。

設問1(4)は,正答率がやや低かった。PCをLANに接続する際に認証を行う仕組みには,MACアドレス認証やIEEE 802.1X認証があることを理解してほしい。

設問2

(1)

本文中の 空欄 c に入れる適切な字句を答えよ。

模範解答

nslookup

採点基準(配点 3点)

正確性(内容)(3点)

  • 3: 「nslookup」と完全に一致している。
  • 1: 他のネットワークコマンド等、類似の解答が記載されている。
  • 0: 不正解、または無回答。

解説

DNSサーバへの名前解決が正常に行えるかを確認するためのコマンド知識を問う問題です。一般的に、DNSの動作確認には nslookup コマンドや dig コマンドが利用されます。

高得点のポイント

  • DNSの名前解決を確認するコマンドとして nslookup を正確に記述していること

(2)

本文中の下線③について,キャッシュDNSサーバのサービス継続に関連して取るべき対策はどれか。最も適切なものを解答群の中から選び,記号で答えよ。

  1. キャッシュDNSサーバのCPU数を増やす。
  2. キャッシュDNSサーバのメモリを増やす。
  3. キャッシュDNSサーバを多重化する。
  4. キャッシュDNSサーバを定期的に再起動する。

模範解答

選択肢ウ: キャッシュDNSサーバを多重化する。

配点 2

解説

システムの可用性を高め、サービス停止を防ぐ(サービス継続)ためのインフラ設計に関する問題です。単一のサーバに障害が発生した場合でもサービスを継続できるようにするためには、サーバの多重化(冗長化)が基本となります。

各選択肢の解説

  • ア (CPU数を増やす): 処理性能(パフォーマンス)の向上には寄与しますが、障害時のサービス継続対策にはなりません。
  • イ (メモリを増やす): リソース不足の解消にはなりますが、ハードウェア障害やOS障害時の可用性向上にはつながりません。
  • ウ (正解): キャッシュDNSサーバを多重化することで、一方が停止しても他方でサービスを継続できます。
  • エ (定期的に再起動する): メモリリークなどの予防保全にはなる場合がありますが、障害時のサービス継続性を担保する根本的な対策ではありません。

設問2(1)は,正答率が低かった。nslookupコマンドなどを用いて対象のDNSサーバに対して実際に名前解決を行うことによって,DNSサーバの不具合の有無が確認できることを理解してほしい。

設問3

(1)

本文中の 空欄 d に入れる適切な字句を図1中の機器名で答えよ。

模範解答

ファイルサーバ

採点基準(配点 3点)

正確性(内容)(3点)

  • 3: 「ファイルサーバ」と完全に一致している。
  • 1: 図中の他の機器名が記載されている。
  • 0: 不正解、または無回答。

解説

ネットワークのアクセス遅延を引き起こしているトラフィックの発生源を、ネットワーク構成図(図1)から読み解く問題です。大容量データの転送が行われる機器がボトルネックの原因となります。

高得点のポイント

  • トラフィック増加の要因となっている機器名として「ファイルサーバ」を正しく抜き出していること

(2)

本文中の下線④について,L3SWから運用管理者に通知する際に用いるSNMPの通知機能の名称を答えよ。また,その通知を送信する条件を答えよ。

模範解答

SNMPトラップ

トラフィック量が800Mビット/秒を超える

採点基準(配点 3点)

知識・理解度(内容)(2点)

  • 2: 「SNMPトラップ」と「トラフィック量が800Mビット/秒を超える」という両方の要素に言及している。
  • 1: いずれか一方の要素のみ言及している。
  • 0: 題意に沿った解答ではない、または無回答。

論理性(構造)(1点)

  • 1: 名称と条件の2つの要素が分かりやすく区別して記述されている。
  • 0: 記述が整理されていない。

解説

ネットワーク機器(L3SW)から異常を検知した際に管理者へ自発的に通知を送る仕組みと、そのトリガーとなる条件を問う問題です。SNMPにおいて、エージェント側からマネージャ側へ状態変化を通知する機能を SNMPトラップ と呼びます。

高得点のポイント

  • 通知機能の名称として「SNMPトラップ」が含まれていること
  • 通知条件として、トラフィック量が規定値(800Mビット/秒)を超えることが明記されていること

(3)

本文中の 空欄 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。

  1. DMZ内のトラフィック
  2. 特定のPCからDMZへのトラフィック
  3. ファイルサーバから社内LANへのトラフィック
  4. ファイルサーバからプロキシサーバへのトラフィック

模範解答

選択肢ウ: ファイルサーバから社内LANへのトラフィック

配点 1

解説

インターネットのアクセス遅延に関連し、社内LANの帯域を圧迫しているトラフィックの経路を特定する問題です。構成図や状況から、遅延の直接的な原因となっているデータの流れを判断します。

各選択肢の解説

  • ア (DMZ内のトラフィック): DMZ内で完結する通信は、社内LANからインターネットへの経路に直接的な影響を与えにくいです。
  • イ (特定のPCからDMZへのトラフィック): アップロードなどの状況がない限り、遅延の主因とは考えにくいです。
  • ウ (正解): ファイルサーバから社内LANへの大容量データのダウンロードなどが、インターネットアクセスと同じ経路や帯域を共有・圧迫しているためです。
  • エ (ファイルサーバからプロキシへのトラフィック): プロキシ経由の外部通信であれば影響しますが、社内向けのトラフィックであれば別の問題となります。

設問3(2)の“名称”は,正答率が低かった。SNMPのトラップ機能は,ルータやネットワークスイッチなどで発生した障害を検知して運用管理者に通知する機能である。SNMPのトラップ機能を利用することによって,障害の検知ができることを理解してほしい。