【ネスペ８問】ヘッダ・データ構造（ネットワークスペシャリスト）

このNoteには、ネスペR06～H21から、伝送データの構造に関する問題だけを集めました。

ネスペにおいて仕様は一番重要です。データ構造と記載内容で、伝送経路や処理が決まります。

仕様は、午後問題に必ず絡んできます。今回問われた箇所ではなく、別の箇所が問われるのが高度資格です。仕様が出たら、復習ではガッツリ丸ごと押さえてください。

私のNoteは、学生時代の独学合格体験、大学・IT専門学校での授業経験に基づいています。受ける側・教える側の実績があるので、少しでも信用して頂けたら嬉しいです。

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＼私の3ヶ月の学習記録／

イーサネットフレーム

正答はア。ア, イ, エは用語があります。

アの「プリアンブル」とは、「これからデータを送るからね！」と伝えてるための特殊なビット列。先頭だけに置かれます。プリ（pre）は、プリペイドなどのように「前もって」という意味がありますね。

イは「FCS（フレームチェックシーケンス）」。フレームの末尾に付けます。パリティなど。次に扱う問題で早速使いますよ。

エは「パディング」。パディングとは「埋める, 詰めものをする」こと。フレームやパケットのサイズがちょこまか変わっては余計な処理が必要です。データが小さくても、大きさを揃えるために、ダミーデータを追加することがあります。

正答はア。

MTUは、1度に伝送できるデータの最大容量のこと。送るために必要不可欠なアドレスなどは除いた量で算出されます。

設問文に「イーサネット」ので伝送できるデータ量は、最初のMACアドレスなど、末尾のチェックFCSを除いた量。つまり荷物の伝票を除きます。

なおプリアンブルは、「これからデータを送るよ」という特別なビット列。私たちが作業を始める前に手拍子で音頭をとるようなもの。

FCSはフレームチェックシーケンス。フレームの伝送エラーを検出するためのビット列。私たちが卵が3個入ってるよ、と書くようなもの。

MTUはプロトコルで決まりますが、伝送路では色んなプロトコルが使われます。経路途中で再度分割はしたくないので、MTUの一番小さいプロトコルのMTU（MSS）で伝送します。通信開始前にMSSをいくらにしようか決める通信をします。

正答はウ。

MTUが送れるデータの最大量。ただし、TCPはネットワーク層なので、データリンク層が扱うMACヘッダー・FCSを除いて1,500。いやらしい問題ですね。

つまりMTU1,500は、IPヘッダ+TCPヘッダ+データ。問われている「データ」は、IPヘッダ（20）とTCPヘッダ（20）を引いた量。

1500 -20 -20 =1500 - 40 = 1460。

一応別解というか、確認法。MACヘッダ（14）とFCS（4）を1,500から引いて1442は、選択肢にありません。少なくともフレーム全体で1,500ではないと分かります。

となると、1,500は何かを抜く必要がありそうだ、MACヘッダとFCSはイーサネットで、IPヘッダ・TCPヘッダ・データは上位層だなと分類して考えを進められれば。。。Fは「フレーム」ですし。

今回失点しても、次回正解すれば良いです。令和3年、5年なので、7年に出るかもですね。

正答はウ。

そういうものだと覚えるしかないです。私はまた出たり、午後問題に絡んだりしたら覚えると思います。どうしても気になる方は、過去問道場さんへ。

ESPトンネルモード

暗号化プロトコルの構造は重要です。

暗号化する部分によって、オリジナルのヘッダ（宛先IPアドレスなど）を使ったままにするのか、新たなヘッダを付けるのかが違います。セキュリティ面でもネットワーク経路面でも重要なポイントになります。

正答はウ。この問題、すごく大事です。午後問題にも絡みます。

IPsecには「トランスポートモード」と「トンネルモード」があります。

• トランスポートモード：IPヘッダは暗号化されない

• トンネルモード：IPパケット全てが暗号化される

今回は「トンネルモード」なので、オリジナルIPヘッダ～ESPトレーラまでが暗号化されます。なお、ESPトレーラは暗号化に適したバイトに調整するために追加したので、暗号化の対象になります。

＞IPsecからVPNのNote

VLAN

IPアドレスとサブネットマスクによって、伝送路が決まりますが、VLANはサブネットマスクとは別のネットワーク分割をしています。

少し例えば悪いかもですが、サブネットマスクが小学校区なら、VLANは中学校区。VLANが設定されると、サブネットマスクでは到達できなかった領域に、行けるようになるイメージ。

正答はイ。仕様なので、出題された以上覚えるしかないです。送信元MACアドレスとタイプの間。VLANIDを記述します。

私の覚え方・考え方ですが、「MACアドレスは次の装置、IPアドレスは最終的な端末。VLANはネットワークの区切りなので、その中間」と屁理屈で理解します（実際の設計思想は知りませんが、筋は通っているかなと）。

覚えなくて良いですが、正確には4バイト（32ビット）挿入します（過去問道場さん）。

• 16ビット：IPID：VLANタグが含まれていることを示す

• 16ビット：TCI：VLANタグを記述する領域

  • 3ビット：優先度

  • 1ビット：CFI：フォーマットの識別子

  • 12ビット：VLANID

ポートVLANもタグVLANも、午後問題に良く出てくるので、IPアドレスのネットワーク・サブネットワークと同様に知っておきましょう。

＞VLANのNote
＞【ネスペ用】IPv6のNote

TCP/IP

正答はイ。詳しい解説は過去問道場さんの図が分かり易いです。

私からは、初見で知らなくても粘る解き方を。屁理屈かもですが。

まず、TCPとUDPのイメージは以下のような感じですよね。

• TCP：信頼性。だから「3wayハンドシェイク」などする

• UDP：リアルタイム性（信頼性よりも重視）。

• IP：TCPでもUDPでも使う下位プロトコル。

では選択肢をあれやこれと考えてます。

• ア：TCPのチェックサムがオプション（必須ではない）なんて、信頼性に欠けるので×。

• イ：知らないのが多い。UDPにチェックサムあるんかも分からない。保留。

• ウ：IPのチェックサムがオプションだったら、TCPで高めた信頼性が崩れます。せっかくプチプチで梱包したのに、コワレモノ発送しないようなもの。

• エ：TCPのチェックサムがヘッダ部分だけの検証で、データの伝送誤りを検証できないなんて、信頼性に欠けます。

以上より、イを選びます。IPのチェックサムがヘッダのみとか、UDPもチェックサムがあるとかは新たな学びとして受け入れます。

HDLC手順

最後におまけ。既に＞伝送手順・誤り制御のNote で扱いましたが、似たテーマなので復習がてら。

正答はイ。HDLC手順のポイントもまとめました。＞伝送手順・誤り制御のNote

フラグシーケンスは、HDLCフレームの開始と終了を示す特別なビット列。2進数は0と1だけなので、どこからデータが始まってどこで終わりなのか分かりません。そこで01111110のような決まったパターンのビット列を目印にします。

HDCLフレームの構造は6つの領域から成ります。過去問を見て、2つだけに絞りますね。

• フラグシーケンス：フレームの開始と終了につける特別なビット列。→選択肢イ

• FCS（フレームチェックシーケンス）：誤り検出をするためのデータor書かれる領域。誤り制御はCRC（生成多項式）を用いる。→選択肢エ

他の4領域や各詳細（番号、モードなど）は、テキストに線を引いて学んでください。でも忘れてはいけないのは、紹介した2つとします。

テキストには、仕様が詳しく書かれていますが、出題実績はありませんでした。フレーム構造（アドレス部・制御部）・シーケンス番号・種別フィールド・情報部（PDU　SDU　PCI）・FCS・通信クラス（不平衡・平衡）・モード（NRM　ARM　ABM・切断）・コマンドなど。どうしても詳しく知りたい方は過去問道場さんとテキストで。

＞伝送手順・誤り制御のNote

まとめ

お疲れ様でした！

ESP（暗号化）、VLAN（ネットワーク）は必ず。できればTCP/UDP/IPのチェックサムの「理屈ある勘」が学習できれば、このNoteの役割は充分果たしたと考えます。

なんども繰り返しますが、ネスペでは仕様が一番重要です。二度と狩られてはダメです。ネスペでは同じ箇所は問われませんが、別の箇所が問われます。出題された仕様を復習する時は、周りごとゴッソリ覚えてください。IパスやFEの「流用問題を期待する」意識は捨ててください。

ちょっとキビシクなりましたが、以上になります。次は＞VoIPのNote でお会いしましょう。でわでわ。

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