基本情報 平成27年度 秋期 問33:テクノロジ系に関する問題
LAN 間接続装置に関する記述のうち, 適切なものはどれか。
- aゲートウェイは, OSI 基本参照モデルにおける第 1 ^ 3 層だけのプロトコルを変 換する。
- bブリッジは, IP アドレスを基にしてフレームを中継する。
- cリピータは, 同種のセグメント間で信号を増幅することによって伝送距離を延長 する。正答
- dルータは, MAC アドレスを基にしてフレームを中継する。
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答えは c「リピータは同じ種類のセグメント間で信号を増幅し、距離を延長する」です。
LAN接続装置を“どの階で働くか”で区別しましょう(OSI参照モデル):
- リピータ(1階):電気信号を増幅して長く届かせる
- ブリッジ/スイッチ(2階):MACアドレスで中継
- ルータ(3階):IPアドレスで道案内
- ゲートウェイ(7階まで):プロトコルを翻訳
👉 覚え方:階数を上げるほど賢くなる。リピータは1階=信号増幅のみ。
ほかの選択肢:a ゲートウェイ=1-3層だけは×(全層も翻訳可)/b ブリッジ=IPでなくMACで中継/d ルータ=MACでなくIPで中継。
なぜこれが正解か
正解は c。リピータ(Repeater)はOSI参照モデル第1層(物理層)で動作する装置で、減衰した電気信号を増幅・整形して、同種のネットワークセグメント間で信号を延長する。
各選択肢の解説
- a 誤り:ゲートウェイは特定の階層だけでなく、第4層〜第7層まで含めたプロトコル変換も行う。「1〜3層だけ」は誤り。
- b 誤り:ブリッジはOSI第2層(データリンク層)でMACアドレスを基にフレームを中継。IPアドレスではない。
- c 正解:リピータは物理層で信号増幅。
- d 誤り:ルータはOSI第3層(ネットワーク層)でIPアドレスを基にパケットをルーティング。MACアドレスではない。
覚え方・ひっかけ注意
LAN接続装置と動作層の対応:
| 装置 | OSI層 | 識別情報 |
|---|---|---|
| リピータ/ハブ | 1(物理) | 電気信号 |
| ブリッジ/スイッチ | 2(データリンク) | MACアドレス |
| ルータ | 3(ネットワーク) | IPアドレス |
| ゲートウェイ | 4〜7 | プロトコル全体 |
問題ではブリッジとルータの「アドレスの種類」を入れ替える典型ひっかけが頻出。
理論的背景
LAN接続装置はOSI参照モデルの動作層で分類される:
- 第1層(物理):リピータ(信号増幅)、ハブ(マルチポートリピータ)。コリジョンドメインを拡大
- 第2層(データリンク):ブリッジ(2ポート)、スイッチングハブ(マルチポートブリッジ)、無線AP。コリジョンドメインを分離
- 第3層(ネットワーク):ルータ、L3スイッチ。ブロードキャストドメインを分離
- 第4層以上:L4スイッチ(負荷分散)、L7スイッチ(アプリケーション識別)、プロキシ、ゲートウェイ
実務での使われ方
現代ネットワーク機器の進化:
- リピータ:100BASE-TXまでで実用上消滅(光ファイバ伝送では光増幅器:EDFAが類似機能)
- ハブ:スイッチングハブにほぼ置換。共有メディアの非効率と衝突問題で淘汰
- ブリッジ→スイッチ:マルチポート化・ストア&フォワード→カットスルー転送・VLAN対応・PoE対応で進化
- ルータ:ハードウェア転送(ASIC・NPU)、MPLS、BGP、SD-WAN対応
- ゲートウェイ:API Gateway(Kong・AWS API Gateway)、Application Gateway、Email Gateway、IoT Gateway等、用途特化
クラウド時代の仮想ネットワーク機器:VPCルータ、仮想スイッチ(OVS)、SDNコントローラ、サービスメッシュ(Istio・Linkerd)が物理装置の役割を代替。
試験での位置づけ
ネットワーク分野の最頻出論点。基本情報・応用情報・ネットワークスペシャリストで毎期出題。各装置の動作層・機能・特性は完全暗記必須。VLAN・STP・LACPなど第2層技術、ルーティングプロトコル(RIP/OSPF/BGP)など第3層技術も併せて押さえる。
選択肢の発展補足
- リピータ(c):物理層のフレーム単位を持たない処理。同種メディアのみ(10BASE-Tと10BASE-Tは接続可、10BASE-Tと100BASE-TXは不可、メディアコンバータが必要)。100BASE-TX以降は4ポート以上の制限あり(IEEE 802.3)。
- ハブの種類:リピータハブ(共有型・半二重)、スイッチングハブ(独立型・全二重)、インテリジェントハブ(管理機能付)。
- ブリッジ/スイッチ:CAM(Content Addressable Memory)でMACアドレステーブル管理。エージングタイム、ループ防止のSTP(IEEE 802.1D)/RSTP/MSTP。
- ルータ:FIB(Forwarding Information Base)/RIB(Routing Information Base)、CEF(Cisco Express Forwarding)、PolicyベースルーティングPBR。
- ゲートウェイ:プロトコル変換例=SIP/H.323変換(VoIP)、IPv4/IPv6変換(NAT64)、SMTP/X.400変換、TCP/UDPプロトコルゲートウェイ。
出典:IPA(情報処理推進機構)公式 基本情報技術者試験 平成27年度 秋期 問33/ 公的機関配布資料につき出典明記の上引用。解説は合格ナビによる独自AI解説です。