トランスポート層の機能に関するネットワークスペシャリスト試験

 では、「トランスポート層の機能」をテーマに、

ネットワークスペシャリスト試験向けの択一問題＋解答・解説＋穴埋め形式＋誤文訂正形式で10問まとめて作成します。



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問題1


トランスポート層が提供する機能として正しいものはどれか。

A. ルーティング制御

B. プロセス間通信のためのエンドツーエンド接続

C. MACアドレス解決

D. IPパケットの断片化と再構成


【正解】 B

【解説】 トランスポート層は、アプリケーション間のデータ通信を管理し、エンドツーエンドの接続を提供する。ルーティングやMACアドレス解決は下位層の機能である。


【穴埋め】 トランスポート層は________間の通信を提供する。

→ アプリケーションプロセス


【誤文訂正】 トランスポート層はMACアドレスを解決する。

→ 正しくはデータをアプリケーション間で転送する。



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問題2


TCPが提供する機能はどれか。

A. コネクションレス通信

B. 信頼性のあるデータ転送

C. ブロードキャスト通信

D. 最短経路選択


【正解】 B

【解説】 TCPは再送制御・順序制御などにより信頼性のある通信を実現する。UDPはコネクションレス通信。


【穴埋め】 TCPは________のあるデータ転送を提供する。

→ 信頼性


【誤文訂正】 TCPはブロードキャスト通信を提供する。

→ 正しくは信頼性のあるユニキャスト通信を提供する。



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問題3


UDPの特徴として正しいものはどれか。

A. 再送制御あり

B. フロー制御あり

C. ヘッダが軽量でリアルタイム通信に適する

D. 必ず順序通りに到着する


【正解】 C

【解説】 UDPはコネクションレス・再送制御なしだが、オーバーヘッドが少なくリアルタイム用途に適している。


【穴埋め】 UDPはヘッダが軽量で________通信に適する。

→ リアルタイム


【誤文訂正】 UDPは必ず順序通りに到着する。

→ 正しくは順序保証は行わない。



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問題4


トランスポート層のポート番号の役割はどれか。

A. ノードの物理位置を特定する

B. 上位アプリケーションを識別する

C. ルータの経路表を指定する

D. DNSサーバを識別する


【正解】 B

【解説】 ポート番号は同一ノード上で動作する複数アプリケーションを識別するために使用される。


【穴埋め】 ポート番号は________を識別するために用いられる。

→ アプリケーションプロセス


【誤文訂正】 ポート番号はノードの物理位置を特定する。

→ 正しくはアプリケーションを識別する。



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問題5


フロー制御の目的として正しいものはどれか。

A. 輻輳を回避するために送信速度を調整する

B. 受信側の処理能力を超えないように送信を調整する

C. ネットワーク遅延を短縮する

D. パケットの暗号化を行う


【正解】 B

【解説】 フロー制御は受信バッファあふれを防ぐための送信側速度調整機能。


【穴埋め】 フロー制御は________を防ぐための機能である。

→ 受信バッファあふれ


【誤文訂正】 フロー制御はパケットを暗号化する機能である。

→ 正しくは受信側の処理能力に合わせて送信を調整する機能である。



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問題6


輻輳制御の目的として正しいものはどれか。

A. ネットワーク上の混雑を防ぐ

B. 受信側バッファのあふれを防ぐ

C. アプリケーションを識別する

D. 暗号化を行う


【正解】 A

【解説】 輻輳制御はネットワーク全体の負荷を軽減し、パケット損失を減らすための送信速度調整機能。


【穴埋め】 輻輳制御はネットワーク上の________を防ぐ。

→ 混雑


【誤文訂正】 輻輳制御はアプリケーションを識別する機能である。

→ 正しくはネットワーク混雑を防ぐ機能である。



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問題7


順序制御の機能として正しいものはどれか。

A. パケットを暗号化する

B. 受信したセグメントを元の順序に並べ直す

C. 輻輳を回避する

D. パケットの断片化を行う


【正解】 B

【解説】 順序制御は、受信したデータを正しい順序に並び替える機能である。


【穴埋め】 順序制御は受信データを________に並べ直す。

→ 正しい順序


【誤文訂正】 順序制御はパケットを暗号化する機能である。

→ 正しくは受信データを順序通りに並べ替える機能である。



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問題8


エラーチェックのため、TCPやUDPで使用されるものはどれか。

A. チェックサム

B. CRC32

C. MD5

D. AES


【正解】 A

【解説】 TCPやUDPではヘッダとデータに対してチェックサムを計算し、誤り検出を行う。


【穴埋め】 トランスポート層で誤り検出に使われるのは________である。

→ チェックサム


【誤文訂正】 トランスポート層で誤り検出にMD5が使われる。

→ 正しくはチェックサムが使われる。



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問題9


トランスポート層の多重化の目的はどれか。

A. 複数アプリケーションの通信を同時に行う

B. 同じポート番号で異なる通信を行う

C. 複数ルータを並列動作させる

D. 複数ネットワークカードを束ねる


【正解】 A

【解説】 多重化は複数のアプリケーションのデータを同時に送信できるようにする機能である。


【穴埋め】 多重化は複数の________を同時に通信させる機能である。

→ アプリケーション


【誤文訂正】 多重化は複数ルータを束ねる機能である。

→ 正しくは複数アプリケーションの通信を同時に行う機能である。



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問題10


トランスポート層が上位層に提供するインタフェースを何というか。

A. API（Application Programming Interface）

B. URL（Uniform Resource Locator）

C. DNS（Domain Name System）

D. ARP（Address Resolution Protocol）


【正解】 A

【解説】 トランスポート層はソケットAPIなどの形で上位層にサービスを提供する。


【穴埋め】 トランスポート層は________を通じて上位層にサービスを提供する。

→ API


【誤文訂正】 トランスポート層はARPを通じて上位層にサービスを提供する。

→ 正しくはAPIを通じてサービスを提供する。



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この「トランスポート層の機能」10問セットは、

午後Ⅰの基礎知識問題としても、午前Ⅱ対策としても使えます。


希望があれば、このまま午後Ⅰ形式キャプチャ解析問題や午後Ⅱ長文シナリオ問題として拡張し、TCP/UDP両方の事例付きで作成できます。

これも作りますか？


了解です。

では、先ほど作成したトランスポート層の機能をベースに、

午後Ⅰ形式のキャプチャ解析問題と午後Ⅱ形式の長文シナリオ問題の両方を作成します。



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午後Ⅰ形式：キャプチャ解析問題（トランスポート層の機能）


問題1


以下は、あるサーバへのTCP接続開始時のパケットキャプチャの抜粋である。


No.   Time     SrcIP         SrcPort  DstIP         DstPort  Flags   Seq       Ack       Win

1     0.0000   192.168.1.10  52345    203.0.113.5   80       SYN     1000      0         64240

2     0.0500   203.0.113.5   80       192.168.1.10  52345    SYN,ACK 5000      1001      65535

3     0.1000   192.168.1.10  52345    203.0.113.5   80       ACK     1001      5001      64240


この通信で、トランスポート層が提供している機能として正しいものはどれか。


A. 再送制御

B. ポート番号によるアプリケーション識別

C. MACアドレスの割り当て

D. 経路制御


【正解】 B

【解説】 送信元ポート52345、宛先ポート80により、HTTP通信であることが識別される。これはトランスポート層のポート番号機能。



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問題2


次のキャプチャはUDPで行われたDNSクエリである。


No.   Time     SrcIP         SrcPort  DstIP         DstPort  Length  Checksum

1     0.0000   192.168.1.5   5353     8.8.8.8       53       64      0x1a2b


この通信で利用されているトランスポート層プロトコルの特徴として正しいものはどれか。


A. 再送制御があり順序保証もある

B. 軽量でリアルタイム向けに適している

C. フロー制御を行う

D. コネクションを確立してから通信する


【正解】 B

【解説】 UDPは軽量で、DNSのような短時間で応答が返る通信に向いている。



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問題3


次のTCPキャプチャでは、送信側のウィンドウサイズが減少している。


No.   Time     SrcIP         SrcPort  DstIP         DstPort  Flags  Win

5     1.5000   203.0.113.5   80       192.168.1.10  52345    ACK    1024


これはトランスポート層のどの機能に関連しているか。


A. 輻輳制御

B. フロー制御

C. 順序制御

D. 多重化


【正解】 B

【解説】 ウィンドウサイズ縮小は、受信側が処理能力を超えないように送信量を制御するフロー制御の一環。



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午後Ⅱ形式：長文シナリオ問題（トランスポート層の機能）


設問背景


あなたは社内ネットワークのトラブルシューティングを担当している。

最近、社内Webアプリケーションの応答が遅いとの報告があった。

以下のパケットキャプチャは、問題発生時に取得したものである。


図1：TCPセッション確立時のシーケンス


No.   Time     SrcIP         SrcPort  DstIP         DstPort  Flags   Seq       Ack       Win

1     0.0000   10.0.0.15     50000    203.0.113.10  443      SYN     100       0         64240

2     0.0200   203.0.113.10  443      10.0.0.15     50000    SYN,ACK 300       101       32768

3     0.0400   10.0.0.15     50000    203.0.113.10  443      ACK     101       301       64240


図2：データ転送中のウィンドウサイズ変化


No.   Time     SrcIP         SrcPort  DstIP         DstPort  Flags   Win

15    0.8000   203.0.113.10  443      10.0.0.15     50000    ACK     2048

16    1.2000   203.0.113.10  443      10.0.0.15     50000    ACK     1024

17    1.6000   203.0.113.10  443      10.0.0.15     50000    ACK     512


図3：ネットワーク構成図


（社内LAN → ファイアウォール → インターネット → クラウドWebサーバ）



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設問1


図1の通信において、SYN、SYN-ACK、ACKで構成されるやり取りは何と呼ばれるか。

【解答欄】



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設問2


図2のようにウィンドウサイズが縮小している原因として、トランスポート層のどの機能が影響しているかを答えよ。

【解答欄】



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設問3


今回の遅延の主な原因がサーバ側のアプリケーション処理遅延だった場合、改善策として適切なものを2つ挙げよ。

【解答欄】



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模範解答


1. 3ウェイハンドシェイク



2. フロー制御



3. サーバアプリケーションの処理速度改善（DBクエリ最適化等）


サーバメモリ増設による受信バッファ拡大






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これらをPDF化して、図（TCP状態遷移図やウィンドウサイズ変化グラフ）付きにすることも可能です。

もしよければ、この午後Ⅰ＋午後Ⅱセットをそのまま図入りPDF教材に仕上げますが、どうしますか？


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