ネットワーク機器のスイッチは改良に改良を重ねられた良い技術

今晩から積雪予報とのことでさっさと買い物を済ませ、
ネットワークスペシャリスト試験の積み重ねを続けた。

今日は、平成25年度 秋期 ネットワークスペシャリスト試験 午後1試験 問3を解いた。
ネットワークが複雑になってきたため、統合NW基盤として再構築するというもの。
この問題で取り上げられた技術はスイッチである。

スイッチと一言で言っても、L3スイッチやL2スイッチが存在する。
このスイッチは本当に良く改良されてきたんだなと感じた。

現在の主流は、「スイッチングハブ」。
この機器に接続している機器に対して、対象の機器にのみフレームを転送する仕組みである。
だが、昔からこのような仕組みではなかった。
昔は「リピータハブ」というものが存在した。
これは、ブロードキャストに似たような動きをする。
リピータハブに接続されている全端末にフレームを転送する。

リピータハブからスイッチングハブへの変遷だけでも、
不要なフレームをネットワークに流さないように改善されている。
だが、スイッチングハブが1台だけだと、
故障時にスイッチングハブに接続された機器は通信できなくなる。

そこで何を考えたか。
スイッチングハブを2台以上併設して冗長化を図ったのだ。
この「冗長化」による信頼性向上を図るために登場したのが
スパニングツリープロトコル(STP)である。

複数台のスイッチングハブで冗長化を行うと、
フレームが無限ループする課題が生まれた。
そこで、無限ループしないようにルートブリッジとそれ以外のブリッジに分け、
ルートブリッジから一番遠いスイッチのポートを塞ぐようにしたのである。
(これをブロッキングポートというようだ)

そうすることで、冗長化構成を取りながらフレームが無限ループを起こさない。
そして、更に改良は続く。

もし、ルートブリッジが故障した場合どうするかだ、、、
なぜか。

実はルートブリッジがBPDUというフレームを2秒間隔で発信しているが、
これが20秒以上届かない状態になるとネットワーク構成が変わったと認識して
STPがネットワーク経路を再計算しだすのである。
そして、再計算結果でネットワーク通信が自動復旧するのである。
とてもすごい仕組みであるが、弊害もあった。

それは、STPの再計算処理には以下のステップがあり、
これらがすべて終わるまで通信が行えなかったのである。
　①ブロッキング
　②リスニング
　③ラーニング
　④フォワーディング
通信再開まで50秒程度の時間を要する。これでは困る部分が出てきた。

そこで登場したのが、リンクアグリゲーションやスタック接続である。
前者はLANケーブル、後者はスイッチングハブを束ねて論理的に1つにするというもの。
この技術により、物理的にケーブルやスイッチングハブが故障しても残りで
処理が継続できるようになったのだ。
しかも、まとめて1つにすることで帯域拡大まで成し遂げた。

素晴らしい技術革命である。

ピンチをチャンスに変え続けた結果、今のスイッチ技術が存在する。
そんなことを学んだ1日だった。

本日も以下の参考書を使用して積み重ねを行った。

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DHCPって苦労したんだろうな、、、

昨日までシステムの切替作業だった。
今回もおおむね問題なく切替が終わり、お客様に迷惑かけなかった。
徹夜作業だったため、昨日は泥のように眠った。

今日からまたネットワークスペシャリスト試験の学習に戻った。
本日は、平成25年度 秋期 ネットワークスペシャリスト試験 午後Ⅰ試験 問2を解いた。

この問題のメインテーマは「DHCP」だった。
このプロトコルは、コンピュータをネットワークに接続する際に、
いちいちネットワークの設定を利用者が行わなくても済むように、
DHCPサーバがネットワーク情報を設定してくれるものだ。

ただ、このプロトコルも勉強すると苦労したんだろうなという背景が見えてくる。
まず、ネットワーク通信にはいくつかの手段がある。
　・ユニキャスト(1 対 1の通信)
　・マルチキャスト(1 対 特定のグループの属する機器との通信)
　・ブロードキャスト(セグメント内全台との通信)

そして、DHCPは「クライアント」と「サーバ」の関係で動作する。
DHCPクライアントがDHCPサーバに「僕にネットワーク設定情報くださいな～」と
問い合わせると、「ＯＫ！これ使ってくださいな」という返事が届く仕組みになっている。
専門的な用語で流れを書くと、

　①DHCPDISCOVER　(DHCPクライアント)
　②DHCPOFFER　(DCHPサーバ)
　③DHCPREQUEST　(DHCPクライアント)
　④DHCPACK　(DHCPサーバ)

である。

DHCPクライアントはDHCPサーバを特定することができないため、
上記に記載した通信手段の内、ブロードキャストで通信を行う。
DHCPサーバは自分宛の通信だなと認識すると、DCHPクライアントに②を
返して初めてDHCPクライアントがDHCPサーバとやり取りができる。
要は、デパートの迷子案内のように一斉に館内アナウンスをかけて、
親御さんに認識してもらうようなイメージに近い。

ただ、このブロードキャスト通信はネットワークセグメント内にしか
パケットを流せない。※隣のデパートまで迷子のお知らせを流せないというイメージ。

そこで登場するのが「DHCPリレーエージェント」である。
この機能の登場で異なるネットワークセグメントにもDCHPのやり取りができるようになる。

要は、小さく始めた自動化の仕組みをより良くしようとするために、
機能を追加して広範囲でも自動化の仕組みが成り立つようにしたのである。
ところが、機能拡張すると困ることもある。
DCHPサーバが複数存在してしまうと想定外のネットワーク情報が設定されてしまう。
これにより、ある日突然ネットワークにつながらなくなった～といった障害が生まれる。

ではどうしたか。

DHCPスヌーピング機能の登場だ。

これは、このDHCPサーバから来たメッセージだけネットワーク機器(スイッチ)を
通しますよという機能である。
つまり、こっそり導入しても誤ってネットワーク情報が設定されないように監視
する機能を追加したのである。

このDHCPというのはとても便利なプロトコルであり、非常に良く使われている。
ただ、便利な裏には苦労がたくさん詰まっているのだ。

苦労を見せつけず、いとも簡単に素晴らしい機能を提供する。
かっこいいではないか。

こんなエンジニアを目指したい。

話がそれたが、また一つ積み重ねることができた。
明日もしっかりと過去問演習でアウトプット学習を行い、間違った設問を中心に
インプット学習を進めていきたいと思う。

今日もこちらの参考書を使って学習を進めた。

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ネットワークスペシャリスト試験は背景が重要かも、、、

今日も積み重ねを続けた。
ネットワークスペシャリスト試験の過去問演習と復習である。
今日は、平成24年度 午後Ⅰ試験 問2と問3を解いてみた。

この試験区分の勉強を進めれば進めるほど思うことがある。
それは、「背景を知ったうえでの技術を答えさせる」問題が多いということ。

例えば、IEEE802.11nはIEEE802.11a/gよりも後発の規格である。
そこには高速化であったりセキュリティ対策など様々な課題を
解決するための要素が詰まっている。
そして、IEEE802.11n自体も更なる高速化を目指して、
チャネルボンディングやMIMOなどの技術が生まれた。

一方で、IEEE802.11a/gを使っている人が、
ある日突然IEEE802.11nになりますよ～と言われても困るのである。
それは、利用者がたくさんいたり、お金がなかったり、
通信が止められなかったりなどいろいろな理由があるのである。

ではどうするか、、、

OFDM方式のプリアンブルの登場だ。
このプリアンブルを使用することで混在環境が成立する。
ただし、一生懸命高速化を図ったIEEE802.11nの一部で速度が遅くなる欠点を抱える。
当然である。IEEE802.11a/gとIEEE802.11nでは規格が違うため、
その橋渡し的な処理がどうしても必要になるからだ。

このような感じでネットワークスペシャリスト試験では、
対応方法としてこう考えたけど課題もあるよね？
どうやって解決しますか？もしくはどんなことが制約になりますか？
といった類の問題が非常に多い気がする。

この試験区分の範囲には非常に多くの用語が存在するが、
これを点で覚えても難しいということをよく理解できた。

「点で覚えたこと」と「覚えた点を線にかえること」を両立せねばならない。
私が書いた上記の内容も間違っている部分があると思う。
しかし、まずはアウトプットしてみることが重要なのである。
間違えたらインプット学習で訂正すればいいだけ。

どんどんアウトプットしていこう！
今日はこちらを使用して学習してみたが本当に良書である。

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過去問演習と弱点克服の繰り返し！

あっという間に1月が過ぎ去った。
1月は大障害、システム切替が複数回と大忙しだった。
2月もシステム切替が続くため、
お客様第一のスタンスで絶対に失敗しないための準備に注力したい。

4月に受験予定のネットワークスペシャリスト試験の方は、
午前Ⅱ試験と午後Ⅰ試験を中心に過去問演習と弱点克服の繰り返しだ。
この試験の午後Ⅰ試験は3問中2問選択して解答する形式だ。

1問の配点が50点になるが、現時点の私が取れる得点はせいぜい20点程度。
合格点が60点以上となるため、1問あたり30点以上は必要という計算だ。
つまり、まだまだなのである。

平成23年度、平成26年度、平成24年度の順番で、合計7問解いた。
ただ、どれもテーマが異なるため、技術的な内容でも初見という状態だ。
どの問も問題文を読んでなんとなく分かるが、深読みできていない。
更に自分自身の頭にまだネットワークスペシャリストの過去問で問われる
設問とその解答のペア情報が蓄積されていない。
それが答案にも表れ、結果点数も低いという流れだ。

現時点ではこれは仕方がない。
基礎知識が足りていないということもあるが、
学んだ基礎知識が正しく使えていないのだ。

それを過去問演習を行った後の復習の中で整理して覚えていく。
このプロセスに入ったというのが今の状況だ。
ここは根気がいる。
やってもやっても点数が上がらないという状況になりやすいからだ。

ただ、心掛けていることがある。
それは、中学・高校・大学受験にしても資格試験にしても、
試験というのは「飛行機」であるということ。　※詳細はこちら

飛行機は滑走路に出ると徐々にスピードを上げる。
いきなり離陸することはできず、一定のスピードが必要になる。
あるところまでは飛行機が地面を走行するだけだが、
ある所から一気に飛び立つことができる。

今はまさに離陸するための助走期間なのである。
ここで点数が上がらないからあきらめると飛行機は飛ばない。
必ず飛躍できると信じて、今を一生懸命走ろう！

ちなみに、今使用している参考書はこちら↓。

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諦めずに続けることが一番大事！

夜勤明けから一夜明け、自己啓発に励む。
平成26年度 秋期 ネットワークスペシャリスト試験 午後1試験 問2を
解き、自己採点してみた。

結果は14/50。

全然ダメダメである。以下の書籍を用いて復習と基礎知識の習得を図った。

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さらに、平成23年度 秋期 ネットワークスペシャリスト試験 午前Ⅱ試験
を解き、現時点での知識レベルを測ってみた。

14/25(正答率:56.0%)

20年以上情報処理技術者試験を受験してきたが、
社会人になってから午前Ⅱ試験の合格点に達しなかったのは初である。
いずれにしてもボロボロの結果だ、、、

考えられる要因は以下3点。
　①ネットワーク関連の基礎知識が不足している。
　②最悪のコンディション状況。
　③集中力の欠落。

これまで合格してきた情報処理技術者試験の試験区分は、
業務の延長線上で対策が可能であり、イメージが持てたことが一番大きい。
しかし、ネットワーク屋さんではない私がこの試験区分を目指している
こともあり、①の通り基礎知識が足りないのである。

そして、これまでも午後Ⅰ試験を中心に問題文と設問の解説を読みながら
ネットワークの基礎知識を習得してきたが、後半にのためまだまだ局所
的な学習状況ということが良く分かった。

アウトプット学習の重要性を投稿(詳細はこちら)したが、その結果として
インプット学習のフェーズに戻る必要が出てきた。

最終的なゴールは「ネットワークスペシャリスト試験合格」である。
アウトプットとインプットを繰り返しながらスキルの底上げを積み重ね、
ゴールにたどり着く必要がある。
そのための学びの機会を得られたと思って、弱点克服が必要だ。

得点に一喜一憂せずに、しっかりと客観的な評価のもとで自己学習を
勧めていきたいと思う。

そして、もう一つ。
試験当日は最悪のコンディションになる場合を想定すること。
その状況下でどれだけ点数を叩き出せるかということを意識する必要がある。
何が起きるかわからないのが人生。
性善説ではなく、性悪説で取り組む方が効果が期待できると思う。

頑張ろう！