勉強メモ_ネットワークスペシャリスト

作成日：2025/07/06 09:43:35
更新日：2026/05/10 13:12:46
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ネットワーク概要

基礎知識

OSI参照モデル

OSI参照モデル

レイヤ２（L2）スイッチとレイヤ３（L3）スイッチ

L2スイッチとL3スイッチは、どちらもネットワークを構成するスイッチ。
主な違いは、L2スイッチは同じネットワーク内でのデータ転送、L3スイッチは異なるネットワーク間でのデータ転送を行う。
L3スイッチはルーティング機能を持つため、VLAN間の通信やIPアドレスによるネットワークの分割などが可能です。

ルータの伝搬

NW機器

PoE

LANケーブルを通してデータ通信だけでなく電力も供給する技術

レイヤ2/イーサネット

イーサネットLAN

イーサネットフレーム

レイヤ2/スパニングツリー

スパニングツリー

レイヤ2/VLAN

VLAN

レイヤ2/プロトコル

MACsec

MACsecとは、IEEE802.1AEで定義されたLayer2（MAC: Media ⁄ Medium Access Control）の保護を目的としたセキュリティプロトコルです。

レイヤ3/IPアドレス

概要

マルチキャスト

レイヤ3/IPヘッダー

IPv4ヘッダー

IPプロトコル番号

レイヤ3/IPsec

L2TP/IPsec

IPsec (Security Architecture for IP)

IPsec-VPN

レイヤ4/TCP

スリーウェイハンドシェイク

ルーティング/NW経路選択プロトコル

ルーティングプロトコル種別

BGP(BGP-4)/概要

BGP (Border Gateway Protocol)/概要

BGP（ボーダーゲートウェイプロトコル）とは、ISPなどのネットワーク運用組織間で経路情報の交換を行うプロトコルです。
インターネットを構成する 自律システム（AS）と呼ばれる大規模なネットワーク間（ISP、企業、大学など）で経路情報を交換し、 データの最も効率的な転送経路を決定するインターネットの「ロードマップ」のような役割を担うルーティングプロトコルです。

BGPのケーススタディ

自律システム(AS:Autonomous System)

AS（自律システム）とは、インターネット上で一貫した運用ポリシーを持つ大規模なネットワークの集まりを指し、各ASには固有のAS番号（ASN）が割り当てられます。
ASは、BGP（ボーダーゲートウェイプロトコル）というプロトコルを使って他のASと経路情報を交換し、インターネット上での効率的なパケットルーティング（経路制御）を実現します。

AS自律システム番号(ASN:Autonomous System Number/AS番号)

ASN（自律システム番号）とは、インターネット上のネットワークの集まりである「自律システム（AS）」を識別するためのユニークな番号のことを表します。
ISPや大規模なネットワーク管理組織に割り当てられ、インターネットのルーティングにおいて、他のネットワークと経路情報を交換するためにBGP（Border Gateway Protocol）で使用されます。
これにより、効率的で信頼性の高い通信が実現します。

BGP(BGP-4)/仕組み

BGP/通信処理

BGPは2台のルータ間でTCP（ポート番号179）による接続を行い、経路情報を交換します。
この経路情報を交換する隣接ルータをネイバー（Neighbor）やピア（Peer）と呼びます。経路情報は、それぞれのASで受信している経路、およびローカル経路を交換します。

BGP/経路情報交換

BGPは、初めにTCPを用いた1対1のセッションを確立します。そのうえで、BGPの基本情報、および互いのルータが知っているすべての経路情報を交換します。
以降は、KEEPALIVEメッセージによる対向ルータの生存確認を行い、ルーティング・テーブルが更新（追加／削除）された場合には、その経路の差分情報のみを交換します。
差分情報のみを交換することにより、CPU負荷の軽減や帯域の浪費を最低限に抑えることが可能です。このような仕組みにより、BGPでは効率よく経路情報の交換を行うことができます。

BGP/メッセージ

BGPはTCPポート179番を利用して通信を行います。BGPルータはピアを確立するために、メッセージと呼ばれる形式で機能情報を交換します。
メッセージはBGPの状態により数種類存在します。ピアが確立した後は、経路情報を伝達するためのメッセージを定期的に交換し、お互いの持つ経路情報を保持、更新し続けます。

BGP(BGP-4)/ルートポリシー

BGP/ルートポリシー概要

BGPルートポリシーは、BGPで交換される経路情報をフィルタリングまたは操作（変更）し、適切なトラフィック制御を行うためのルールです。
主にプレフィックス（IPアドレス範囲）やASパス、コミュニティ値に基づき、経路の「受信（Import）」や「送信（Export）」を制御して、 ネットワークの最適化と意図しない経路広報を防ぎます。

BGP(BGP-4)/パス属性_概要

BGP/パスアトリビュート(パス属性)

パスアトリビュートとは、BGPで使用するメトリックです。
BGPで交換される4つのメッセージの一つである「Updateメッセージ」に「パスアトリビュート（パス属性）」が含まれています。
このパスアトリビュートを組み合わせることでAS(Autonomous System)の経路制御が可能となります。

BGP/パスアトリビュートのカテゴリ

BGPの10種類以上あるパスアトリビュートは、大きく以下の4つのカテゴリーに分類することができます。

BGP/ベストパス選択(パス選択の優先順位)

各プロトコルで学習した同じ宛先への経路情報をそれぞれ独立した経路選択手順に従って一つの最適の経路を選択します。
同じ宛先への経路情報が各プロトコルでの生成によって複数存在する場合，それぞれの経路情報のプリファレンス値が比較され優先度の最も高い経路情報が有効になります。
BGP4では，自プロトコルを使用し学習した同じ宛先への複数の経路情報から次の表に示す優先順位で一つの最適の経路を選択します。

BGP(BGP-4)/パス属性_個別要素

BGP/AS_PATH(AS_PATHアトリビュート)

AS_PATHは、BGP（Border Gateway Protocol）において経路情報が通過してきた自律システム（AS）の番号リストであり、ループ防止とパス選択に使用される必須のアトリビュートです。
一般にAS_PATHが短い経路が優先され、意図的にAS番号を並べてパスを長くする「AS PATH Prepend」でトラフィックフローを制御できます。

BGP/ASパス・プリペンド(AS PATH Prepend)

AS PATH Prependは、特定の経路を意図的に優先させたくない、あるいは特定の経路へのトラフィックを減らしたい場合に、AS PATHに自身のAS番号を複数追加して長さを伸ばします。
AS PATHが長くなった経路は、優先度が低く判断されるため、ルーティングテーブルに登録されにくくなります。
これにより、冗長化された複数の経路がある場合に、メインの経路を優先しつつ、障害時や混雑時に迂回経路にトラフィックを振り分けることができます。

BGP/ローカルプリファレンス(Local Preference：LOCAL_PREFアトリビュート)

Local Preference（ローカルプリファレンス）とは、BGPルート選択において、同一AS内でのルートの優先順位を決定するために使用されるウェルノウンのディスクリショナリ属性のことです。
Local Preferenceは、iBGPピア間で共有される属性であり、通常、数値が大きいほど優先度が高くなります。

BGP/MED（MULTI_EXIT_DISC）

MED（MULTI_EXIT_DISC）は、BGPにおいて隣接するAS（自律システム）に対して、自社ネットワークへの最適なエントリポイント（入り口）を伝えるためのメトリック（コスト）値です。
値が低いほど優先され、マルチホーミング接続環境でトラフィックの流入経路を制御する際に使用されます。
MEDの詳細な仕様や実装における考慮事項は、RFC 4451で定義されています。

BGP(BGP-4)/ルートフィルタリング

BGP/ルートフィルタリング

BGPフィルタは、ルータがBGP経路情報を受信・送信する際に、特定の条件に基づいて経路を許可または拒否する設定です。
これにより、不要な経路の受信や誤った経路のアドバタイズを防ぎ、ネットワークの安定性とセキュリティを向上させます。

BGP/ルートフィルタリングの種類

BGPにおけるルートフィルタリングは以下の4つの手法があります。
以下の手法により、BGPネイバーと送受信するルートのフィルタリングを行うことができます。

BGP/フィルタリング設定（AS_PATH ACL）

BGPではAS_PATH属性に基づいて経路情報のフィルタリングが行えるAS_PATH ACLを使用することができます。

BGP/Local Preference と MED の違い

BGP(BGP-4)/その他機能

BGP/ルート集約(経路集約)

BGPでは、複数の経路情報を一つの経路に集約することが可能です。
この機能により、ルート情報の管理が簡素化され、ルーティングテーブルの規模を縮小できます。

ECMP（Equal Cost Multi Path）

ECMP（Equal Cost Multi Path）とは、ネットワークにおいて、同じ宛先に対してコスト（メトリック）が等しい経路が複数存在する場合に、それらの経路へパケットを分散させて転送する技術です。

非対称ルーティング

非対称ルーティングとは、以下のように行きと帰りのパケットが異なる経路を通る通信のことです。

ステートフルインスペクション

ステートフルインスペクションとは、通信のセッション管理によって、戻りの通信を動的に許可する仕組みのことです。

ルーティング/IGP

OSPF

RIP-2

レイヤ7/DNSサーバ

DNS機能概要

DSレコード(DSリソースレコード)

DNSゾーンファイル

DNSリゾルバ

レイヤ7/DNSSEC

DNSSEC概要

ZSK（Zone Signing Key、ゾーン署名鍵

KSK（Key Signing Key、鍵署名鍵

レイヤ7/WEB接続

SSL/TLS

GET/POST

レイヤ7/プロキシサーバ

リバースプロキシ

レイヤ7/メールサーバ

SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)

レイヤ7/ファイアウォール

FW/DMZ

IPS/IDP

レイヤ7/負荷分散装置（LB:Load Balancer）

LB概要

スティッキーセッション

スティッキーセッションとは、ロードバランサーがクライアント状態を管理するために使用する情報。
ロードバランサーを用いて負荷分散を行う場合に、セッション管理を行うWebアプリなどで毎回同じサーバーにアクセスさせるために利用する。

5tuple(ファイブタプル)

ネットワーク分野で以下の5個のセットのこと。

レイヤ7/NWセキュリティ

概要

各種プロトコル

プロトコル概要

IGMP

RSVP

RSVP（Resource Reservation Protocol）は、インターネット上でデータの流れをスムーズにし、特定の通信に必要な帯域幅を確保するためのプロトコルです。主に、ビデオ会議やライブストリーミングのようなリアルタイム通信において、品質を保証するために使用されます。

CoAPプロトコル

WAN・広域ネットワーク/概要

広域イーサネット(Wide Ethernet)とIP-VPNの違い

CDN(Contents Delivery Network)

CDN(Contents Delivery Network)は、Webサイトの画像・動画などのコンテンツを地理的に分散したキャッシュサーバーに保存し、ユーザーに最も近いサーバーから高速・安定的に配信するネットワークです。
主なメリットは、表示速度向上、サーバー負荷軽減、セキュリティ（DDoS対策）の強化です。

WAN・広域ネットワーク/IP-VPN

MPLS

VRF

NW仮想化技術

SDN(Software-Defined Networking)

SDNはネットワーク仮想化をソフトウェアで集中制御する総合的な概念

OpenFlow

NFV

NFVとは、ネットワーク機器の機能を汎用サーバの仮想化基盤上でソフトウェア（仮想マシン）として実装する方式のことです。

計算問題

M/M/1の待ち行列モデル

NW占有率

その他

RFC