Web Analytics Made Easy - StatCounter

工業大学生ももやまのうさぎ塾

うさぎでもわかるをモットーに大学レベルの数学・情報科目をわかりやすく解説!

ネットワーク総復習 前編 練習問題

2019/07/07(Sun):

 

こんにちは、ももやまです。
久しぶりにネットワークの知識が必要になったので少しだけ勉強することにしました。

 

ということで、今回はネットワークの知識を確認するために、行基本変形サークル [ @kit_matrix ] さんの問題を解いてみて、その解答・解説(結構雑)を作ってみることにしました。

いつも問題提供ありがとうございます。行基本変形とはいったい……

 

 

ぜひ1回自分で解いてから解説を見ることをおすすめします。

 

第1問.


 

つぎの文章を読んで、以下の問いに答えなさい。(配点 29)

インターネット上のハイパーテキストシステムの1つであるWWWとは、〔 ア 〕の略である。このWWWを利用する際は、利用者がブラウザを開いてウェブサーバーの情報を取得/参照する。このように、異なる2つのソフトウェアを用いて構成されるネットワークのモデルを〔 イ 〕という。また、ウェブサーバにある情報の識別子を〔 ウ 〕と呼び、これはインターネット上での情報の住所としての役割を果たす。

問1 空欄〔 ア 〕~〔 ウ 〕に当てはまる適切な語句を答えなさい。

問2 〔 イ 〕とは異なるサービス提供モデルの例として、P2Pモデルというものが挙げられる。〔 イ 〕との違いを明確にして、このモデルについて説明しなさい。

問3 〔 ウ 〕について、九州工業大学のトップページ http://www.kyutech.ac.jp/ にアクセスすることを考える。以下の問いに答えなさい。

(1)  このトップページのドメイン名を答えなさい。
(2)  このトップページの取得手段について、5つの段階に分けて説明しなさい。ただし、如何に示す語句を必ず1度は用いること。 

 【語句】 
 ブラウザ・ホスト名・IPアドレス・ウェブサーバ・ネームサーバ・HTTP
 問4 インターネットによって提供されるサービスの1つとして電子メールがある。以下の問いに答えなさい。
(1) 例として、kit_matrix@mail.kyutech.jp というメールアドレスを指定して電子メールを送ることを考える。このメールのドメイン名を答えなさい。
(2) このメールアドレスを用いて kit_matrix 宛にメールを届ける手順について、5つの手順に分けて説明しなさい。ただし、以下に示す語句を必ず1度は用いること。
 【語句】 
 MXレコード・ドメイン名・ネームサーバ・メールサーバ・POP・SMTP

☆解説☆

問1 [1点×3]

ア:World Wide Web(ワールドウイドウェブ)
イ:クライアント・サーバモデル
ウ:URL

 

問2 [4点]

色がついている箇所に2点×2

クライアント・サーバモデルは、サーバー側・クライアント側が固定されているが、P2Pモデルでは、サーバー側・クライアント側に関係なく対等にアクセスを行うモデルである。

問3

(1) [1点]

解答:kyutech.ac.jp
(www(人によってはwww.kyutech.ac.jp)はホスト名)

URLは、 [ http:// もしくは https://] + ホスト名 + ドメイン名 + ファイルの場所 で構成されます。

ホスト名:ネットワークに接続された機器などを特定する際に使用
ドメイン名:インターネット上の住所
ファイルの場所:ドキュメントルートの配下

例えばいま私が書いているこのブログ http://www.momoyama-usagi.com/entry/info/network/moshi1-1 の場合、

ホスト名:www(注意)
ドメイン名:momoyama-usagi.com
ファイルの場所:entry/info/network/moshi1-1

となります。

(赤色部分を修正しています。)

※注意

ホスト名はドメイン名をあわせたもの ( www.momoyama-usagi.com ) とする人もいます。今回のこの練習問題の解答ではホスト名はドメイン名と合わせたものとなっている(おそらくそう習った)ため、注意しましょう。

 

(2) [10点]

各ステップに2点×5。

  1. ブラウザが入力したURL(例えば:https://www.momoyama-usagi.com)のホスト名( www.momoyama-usagi.com )をネームサーバ(DNSサーバのこと)に問い合わせる。
  2. ネームサーバーは該当するホストのIPアドレスをブラウザに返す。
  3. HTTPにより該当するIPアドレスへWebサーバへウェブページを要求する。
  4. Webサーバが要求されたWebページをHTML形式で送信。
  5. ブラウザ上でHTMLファイルを送信。

問4

(1) mail.kyutech.jp(kit_matrixはユーザー名)[1点]

有名なメールドメイン名としては、outlook.jp、gmail.comなどが他にあります。

(2)

momoyama@usagi.jp にメールを送るとする。

  1. 送信者(クライアント)がSMTPにより、ローカルメールサーバに送る。
  2. ローカルメールサーバが受信者 (momoyama) のドメイン名 ( usagi.jp ) をネームサーバに問い合わせる。
  3. ネームサーバがリモートメールサーバのMXレコードを取得する。
  4. MXレコード中のIPアドレスによってメールをリモートメールサーバに転送。
  5. リモートメールがPOPによりメールを送信。

 

 

第2問.


 インターネットを支える仕組みについて、つぎの問いに答えなさい。
(配点 23)

 

問1 九州工業大学のトップページ www.kyutech.ac.jp について考える。

(1) このページの IPv4アドレスは 11011100011011101010110110101100 と32ビットの2進数で表される。これを4組の10進数で表現する方法をなんといくか。

(2) 九州工業大学のトップページ www.kyutech.ac.jp を(1)の表記で表わせ。

 

問2  DNSについて説明したつぎの文章の空欄〔 ア 〕~〔 オ 〕に当てはまる適当な語句を答えなさい。

DNSとは〔 ア 〕の略で、これは〔 イ 〕を管理するシステムのことである。このシステムでは、〔 ウ 〕の名前を〔 エ 〕的な構造で表現することでネームサーバーの〔 オ 〕的な管理を実現している。

 

問3 インターネットを接続、利用することについて考える。

(1) 現在のインターネット通信において最も利用されている機能階層モデルのことを一般になんというか。

(2) (1)の下位層として位置づけられている層のうち、「ホスト間で直接データの通信を行うことを保証する」ことを目的とする階層の名称を答えなさい。

(3) (2)の層において、この機能を果たすために利用される識別子をなんというか。

(4) (1)の階層モデルの角層について説明したつぎの空欄〔 ア 〕~〔 ウ 〕に当てはまる適当な語句を答えよ。また、空欄【 ① 】・【 ② 】に関しては選択肢の中から該当するものすべてを選びなさい。

アプリケーション層とはユーザに対し、ネットワークサービスを提供するために必要なプロトコルの集合体であり、その具体例としては【① HTTP, TCP, UDP, FTP】などが挙げられる。また、〔 ア 〕層では通信の信頼性を提供することを目標に〔 イ 〕間の通信を実現している。この層のプロトコルの具体例としては【② HTTP, TCP, UDP, FTP】などが挙げられる。さらに、インターネット層では〔 イ 〕間の通信における具体的な通信経路が設定されており、この層の機能を果たすために〔 ウ 〕という識別子が利用されている。

 

☆解説☆

問1 (1) DDN(ドットアドレス) [2点]
Dotted Decimal Notationの略

問1 (2)

解答:220.110.173.172 [2点]

32bitを8bitごとに区切って10進数にする

1101 1100 → 128 + 64 + 16 + 8 + 4 = 220
0110 1110 → 64 + 32 + 8 + 4 + 2 = 110
1010 1101 → 128 + 32 + 8 + 4 + 1 = 173
1010 1100 → 128 + 32 + 8 + 4 = 172

2進数を10進数にするのがあれぇとなった人はこちらで復習しましょう。

www.momoyama-usagi.com

あとはこれをドットで区切るだけ。答えは 220.110.173.172 となる。

問2 [1点×5=5点]

ア:Domain Name System(ドメインネームシステム)
イ:ホスト情報
ウ:ドメイン
エ:階層
オ:分散

問3

(1) [2点]

TCP/IP(TCP/IPプロトコルスイート)

(2)  [2点]

データリンク層

(3) [2点]

MACアドレス

余談 自分のスマホのMACアドレスの確認方法
暇なら確認してみましょう。

iPhone:設定→一般→情報→Wi-Fiアドレス
Android:設定→端末情報→端末の状態→Wi-Fi MACアドレス

(4)

[2点×3=6点]

ア:トランスポート
イ:エンドホスト
ウ:IPアドレス

[1点×2=2点]

① HTTP, FTP
② TCP,UDP

 

第3問.


データの伝送について、つぎの文章を読んで以下の問いに答えなさい。
(配点 18)

PCをLANに接続する際に我々はよく〔 ア 〕ケーブルを利用する。このケーブルはLANケーブルや加入者線など、「近距離」での接続でよく利用される。一方、建物間などの「長距離」の接続では〔 イ 〕ケーブルが利用される。また、テレビ信号などの高周波の信号を流す際には〔 ウ 〕ケーブルを用いる。このケーブルはノイズの影響が軽減されるという長所があるが、設置の手間や費用が効果であるという短所を持つ。このように、伝送媒体によって用いられるケーブルは様々である。

問1 上の文章の空欄〔 ア 〕~〔 ウ 〕に当てはまる適当な語句を答えよ。

問2 「伝送媒体」について、以下の問いに答えよ。

(1) 伝送媒体の伝達方式について、2つの方式を挙げて、それについて両者の違いがわかるように説明せよ。

(2) 0と1で表される情報の論理値を物理的なパルス信号に変換することを考える。このとき、パルス信号の伝送時間により定まる伝送媒体の性質はなにか。また、その性質に限界が生じる理由を簡単に述べよ。

(3) パルス信号の強弱とは何を表すか。また、受信ホスト側がその表現されたものを確実に理解することができない理由を簡単に述べなさい。


☆解説☆

問1 [2点×3=6点]

ア:ツイストペア (TP)
イ:光ファイバ(光)
ウ:同軸

 

問2

(1) [6点]

伝達方式として、ビット情報の信号を直接伝送するベースバンド伝送方式と、ビット情報を搬送波の特徴量*1に変調(振幅変調・周波数変調・位相変調などを用いて)してから伝送するブロードバンド伝送方式がある。

採点基準:赤色が1点・青色が2点(2箇所ずつ)

(2) [3点:性質1点・理由2点]

性質:伝送速度
限界が生じる理由:伝送中に「減衰」・「帯域制限」・「遅延」が発生するから。

(3) [3点:語句1点・理由2点]

0,1の論理値を表現する。
ノイズによりビット誤りが発生することがあるから。

 

第4問.


ネットワークの接続とその管理について、以下の問いに答えなさい。
(配点 30)

 

問1 20台のホストでLANを構築することを考える。この際、トポロジ「メッシュ型」・「リング型」・「バス型」ではLAN構築にそれぞれいくらの費用がかかるか。ただし、ホスト間を接続するケーブルが1本1,000円、バスが3,000円であるとし、それ以外にLAN構築のためにかかる費用は無視できるものとする。

 

問2 問1の結果を踏まえて、トポロジとして「メッシュ型」を採用するLANの長所と短所について述べなさい。

 

問3 「バス型」のトポロジのフレーム衝突を回避する制御について考える。

(1) この制御をなんといいますか。
(2) この制御に用いられる通信手段としてCSMAとCSMA/CDの2つが挙げられる。この両者について違いを明確にしながら説明しなさい。

 

問4 ホストをLANに接続してインターネット通信を利用することを考える。このとき、通信を実現するために必要な設定項目について説明しなさい。

 

問5 上の設定を自動で行うことができるプロトコルの名称を答えなさい。

 

問6 問4の設定項目などを表示させるためのネットワークコマンドはなんですか。

 

問7 ネットワークコマンド "ping", "tracert" ではそれぞれ何を知ることができるか。簡潔に説明しなさい。


 

問1 [2点×3= 6点]

メッシュ型:190,000円 [計算式1点・答え1点]

メッシュ型は、あらゆる端末を網のようにLANを構築する方法。

f:id:momoyama1192:20190707101908g:plain

20台の端末でLANを構築するためには、20台の中からどのような2台を選んでも通信できるように20台の中から2台を選ぶすべての組み合わせの数だけケーブルでつないであげる必要がある。つまり、 {}_{20} \mathrm{C} _2 = 190 本のケーブルが必要。

計算式は、\[ {}_{20} \mathrm{C} _2 \times 1000 = \frac{20 \cdot 19}{1 \cdot 2} \times 1000 = 190000\]となり、190,000円が答え。

 

リング型:20,000円 [計算式1点・答え1点]

リング型は端末を輪のようにつなぐLANの構築方法

f:id:momoyama1192:20190707101913g:plain

リングでつないであげるには、端末の台数分のLANケーブルが必要。今回は20台なので計算式は\[20 \times 10000 = 20000\]となり、20,000円が答え。

 

バス型:23,000円 [計算式1点・答え1点]

バス型は、1本あるバスに様々な端末をつないでLANを構築する方法。

1本のバスに20台、つまり20本のケーブルを使って端末をつなぐので計算式は、\[3000 + 20 \times 1000 = 23000 \]となり、23,000円が答え。

f:id:momoyama1192:20190707101917g:plain

 

問2

長所

あらゆるホスト同士がケーブルによってつながれているため1つのホストで障害が発生した場合でも、他のホストを経由して、継続して通信することができる。(つまり、障害耐性に優れている。)

別解

あらゆるホスト同士がケーブルによってつながれているため他の通信の影響を受けない(衝突などが起こらない)。

 

短所

あらゆるホスト同士をすべてケーブルでつなぐ必要があるため、コストがかかる

別解(誘導を無視することになるが…)

あらゆるホスト同士をすべてケーブルでつなぐための構成が複雑なので、構築および維持が難しい

 

問3

(1) メディアアクセス制御 [2点]

(2) [6点]

CSMAは、転送前にのみ伝送媒体の利用状況を確認し、フレームを伝送するが、CSMA/CDは、転送前だけでなく、転送中にも伝送媒体の利用状況を確認することで衝突を検出、回避する。

採点基準:青色の太字の要素に各2点×3

 

問4 [4点:各要素1点ずつ]

通信を実現するために、

  1. 使用するホストのIPアドレス [所属するLAN管理者からの割当]
  2. ネームサーバのIPアドレス [DNSの名前解決に利用]
  3. デフォルトゲートウェイ(ルータ)のIPアドレス [LAN外の相手とデータを通信する]
  4. サブネットマスク [LANの内側か外側化を識別]

の4つの設定が必要である。

 

問5 DHCP [2点]

 

問6  ipconfig もしくは ifconfig [2点]
(ipconfig /allのような答えもOK)

ipconfig:Windowsでのコマンド環境(コマンドプロンプト)用
ifconfig:Unixでのコマンド環境(ターミナル)用

 

問7  [4点:各2点]

ping:指定したホスト(通信相手)へ通信ができているかどうかを確認することができる。
tracert:指定したホスト(通信相手)までのネットワーク経路を表示する。

 

さいごに(解いてみた感想)

今回はネットワークの基礎の確認問題として行基本変形サークルの問題の解説を書きました。

 

解いてみた感想としては、2年前に習ったことはもうかなり忘れちゃってるなというところですね…。メールの送られる仕組み懐かしかった……。

 

余裕あればネットワーク勉強します…。

*1:どんな特徴があるか数値化したもの