🍀概要
ネットワークスペシャリスト試験 令和6年 午後2 問1を題材に、AIを活用して詳細に解析した結果を示すものです。
本稿では、問題を単なる模範解答の提示にとどめず、論述形式に再構築して多角的に検討することで、実務で求められる課題発見力・抽象化力・全体設計の視座を獲得することを狙いとしています。
これにより、試験対策の枠を超え、問題文に内在する本質的な課題やネットワークスペシャリストとしての思考プロセスを深く理解するための示唆を提供します。
🧾問題・設問（NW-R06-1-PM2-Q1）
出典：情報処理推進機構 ネットワークスペシャリスト試験 令和6年 午後2 問1(🔗取り扱いガイドライン)
📘記述式問題（IPAオリジナル）
■タイトル
データセンターのネットワークの検討について
※IPA公式問題PDF（独自OCR処理版） 問題文・解答はこちらから入手可能
■要約（AI生成）
200文字程度
ネットワークスペシャリストは，大手EC事業者K社のデータセンターネットワークの拡張性向上のため，VXLANにEVPNを適用する計画を策定した。EVPNによりVTEPがMP-BGPを用いてリモートVTEPやサーバの情報を事前に学習し，BUMフレーム転送をIPユニキャスト化する。これにより，ネットワーク負荷を低減し，L3SWとサーバ間のリンクアグリゲーションが可能となり，高効率なデータセンターネットワークを実現する。
800文字程度
ネットワークスペシャリストとして，国内にデータセンターを所有する大手EC事業者K社のネットワークの拡張性向上を目的とした，EVPN（Ethernet VPN）を用いたVXLAN（Virtual eXtensible Local Area Network）の適用計画と技術検証を検討する。現状のK社データセンターネットワークでは，RFC 7348で規定されたVXLANを利用し，VNI（VXLAN Network Identifier）により約1,677万個のレイヤー2オーバーレイネットワークをレイヤー3ネットワーク上に構築している。VXLANトンネルの端点であるVTEP（VXLAN Tunnel End Point）は，イーサネットフレームをVXLANヘッダー，UDPヘッダー，IPv4ヘッダーを付加したVXLANパケットとしてカプセル化し，リモートVTEPへ転送する。現行ネットワークでは，VTEPは受信したVXLANパケットからリモートVTEPやサーバのMACアドレス，VNI，IPアドレスを学習し，BUM（Broadcast, Unknown Unicast, Multicast）フレームの転送にはIPマルチキャストを利用している。
今回検討するEVPNは，RFC 7432及びRFC 8365で規定され，MP-BGP（Multiprotocol Extensions for BGP-4）を用いてオーバーレイネットワークの制御情報を交換する技術である。EVPNをVXLANネットワークに適用することで，コントロールプレーンにEVPN，データプレーンにVXLANを利用するアーキテクチャを構築する。この適用により，以下の機能強化を図る。
第一に，リモートVTEPに関する情報の学習の効率化が挙げられる。現行のVTEPはVXLANパケットの受信を通じてリモートVTEPの情報を学習するが，EVPN適用後はVTEPがMP-BGPを用いてリモートVTEPのIPアドレスやVNIなどの情報を事前に学習する。これにより，BUMフレームを受信したVTEPは，学習済みの情報を参照し，IPユニキャストで該当するリモートVTEPへ転送することが可能となる。IPマルチキャストルーティングの利用が不要となり，IPマルチキャストルーティングに起因するネットワーク運用上の複雑性や制約から解放される。
第二に，リモートVTEPに接続されたサーバに関する情報の学習の自動化と負荷軽減である。現行VTEPは，リモートVTEPに接続されたサーバのMACアドレス，VNI，IPアドレスを受信VXLANパケットから学習する。しかし，EVPN適用後は，VTEPがMP-BGPを用いてこれらの情報を事前に学習するため，BUMフレームのうちUnknown Unicast（未知ユニキャスト）によるフラッディングの発生を低減し，ネットワーク負荷を軽減できる。
第三に，サーバ接続における高可用性と負荷分散の実現が挙げられる。現行ネットワークでは複数のVTEPとサーバの接続にリンクアグリゲーションを利用できない。しかし，EVPNを適用すると，VTEPはMP-BGPを用いてES（Ethernet Segment Identifier）という識別子を交換できるようになる。これにより，同一のESを設定した論理インタフェースを持つ複数のVTEPが，サーバとの接続にリンクアグリゲーションを利用可能となり，アクティブ／アクティブ構成での高可用性とトラフィックの負荷分散を実現する。
これらの機能は，物理サーバのNICをアクティブ／アクティブ構成に変更し，リンクアグリゲーションでL3SWに接続する新検証ネットワークの設計に反映される。本技術検証を通じて，データセンターネットワークの拡張性，効率性，および可用性を大幅に向上させることを目指す。
📘論述式問題（再構築版：NW-R06-1-PM2-Q1K）
■タイトル
データセンターネットワークにおける基幹システム基盤の刷新方針の策定について
■内容
これまで，大手EC事業者K社のような企業において，販売や生産などの基幹業務を担うシステムを支えるデータセンターネットワークは，導入時点の要件に適合した構成を長期にわたって維持，改修してきた結果，その構造が複雑化していたり，急速に変化するビジネス要件や最新技術の適用に追随できない旧式のネットワーク技術に依存していたりすることが多かった。
このような状況では，データセンターネットワークの運用保守を担うIT要員のスキルが特定の技術に限定され，その継承が困難になったり，必要なIT要員を確保できなかったりするリスクが存在することがある。また，企業が進めるビジネスの変革や新しいECサービスの展開にネットワークが迅速に対応できなかったり，運用・保守費用がかさみ新たなIT投資が捻出できなかったりなど，競合他社に対して劣後する可能性も生じる。
ネットワークスペシャリストは，これらの経営上の課題を解決するために，データセンターネットワークの刷新方針を策定することがある。その際には，まず，次のような事項を検討し，データセンターネットワークを刷新することの必要性や経営上の有効性を明らかにすることが重要である。
・現行のデータセンターネットワークの改修ではなく，新しいアーキテクチャや技術へ刷新する必要性は何か。
・新しいネットワークアーキテクチャや技術へ刷新することによる，経営上の有効性は何か。
そして，刷新によって実現される仮想サーバの柔軟な展開，ネットワーク運用の自動化，高可用性の確保といった業務プロセス，それに伴う業務や組織の必要な見直し方法，優先度を考慮した段階的な移行計画，刷新による効果と費用などを具体的に検討し，データセンターネットワークの刷新方針を策定する。
さらに，策定したデータセンターネットワークの刷新方針について，事業部門との交渉や調整を行い，事業部門からの協力や支持を得た上で，経営層に説明し，承認を求める。
あなたの経験と考えに基づいて，設問ア～ウに従って論述せよ。
なお，解答欄には，文章に加えて，図・表を記載してもよい。
📗設問
■設問ア
あなたが携わったデータセンターネットワークの刷新方針の策定の背景にある，事業概要と事業特性，現行データセンターネットワークの概要と課題を，2ページ(800字相当)以内で答えよ。
■設問イ
設問アで述べたデータセンターネットワークについて，あなたはどのような刷新方針を策定したか，刷新することの必要性や経営上の有効性を明らかにして，あなたが特に重要と考えて工夫したこととともに，2ページ(800字相当)以上，かつ，4ページ(1,600字相当)以内で具体的に答えよ。
■設問ウ
設問イで述べたデータセンターネットワークの刷新方針について，あなたは事業部門とどのような交渉や調整を行い，経営層にどのような説明をしたか，経営層の評価を受けて改善したこととともに，1.5ページ(600字相当)以上，かつ，3ページ(1,200字相当)以内で具体的に答えよ。
🪄詳細分析(AI)
論述式問題（NW-R06-1-PM2-Q1K）について、分析した結果を示す。
📝3行まとめ
- 【背景】企業のデジタル変革が加速する中、老朽化・複雑化したデータセンターネットワークは競争力の阻害要因となっています。
- 【NW視点】柔軟性・拡張性・保守性を確保しつつ、将来の技術更新やビジネス要件の変化に追従できる基盤設計が求められます。
- 【行動・着眼点】現行ネットワークの構造分析、技術継承リスクの評価、段階的な更改戦略による全体最適化が重要です。
🧭データセンターネットワークにおける基幹システム基盤の刷新方針の策定についての考察
1. 問題の背景と現状分析
- 現状の課題・問題点:
- 従来のデータセンターネットワーク（DCN）は、導入時の要件に基づき長年運用され、構造の複雑化や技術の旧式化を招いている。特に、コア、ディストリビューション、アクセスから成る伝統的な3層アーキテクチャは、現代のトラフィックパターンに適合しづらい。
- ビジネス要件の変化（特にアジリティの要求）や、サーバー仮想化・コンテナ化の進展によるEast-Westトラフィック（サーバー間通信）の増大に対し、従来の設計では性能や拡張性の面で限界に達している。
- 運用保守が手動中心で属人化しやすく、スキル継承の困難さや、迅速な構成変更への対応ができないといったリスクを抱えている。これが、結果的に運用コストの増大と、ビジネス機会の損失につながる。
- 変化の必要性の背景:
- ビジネスのアジリティ向上: DX推進が企業の最重要課題となる中、ITインフラ、特にネットワークには、ビジネスの要求に応じて迅速かつ柔軟にサービスを提供する能力が求められている。
- クラウドネイティブ技術の普及: マイクロサービスやコンテナといったクラウドネイティブなアプリケーションアーキテクチャが主流となり、それらを支える動的でスケーラブルなネットワーク基盤が不可欠になった。
- 運用自動化の潮流: Infrastructure as Code (IaC) の考え方が浸透し、ネットワーク運用においても手動作業を排し、コードによる構成管理と自動化によって、効率性、信頼性、再現性を高めることが強く求められている。
2. 理想像の抽出と具体化
- あるべき理想的な状態:
- Software-Definedで自動化された、俊敏性と回復性の高いDCN: 物理的な制約から論理的なネットワークを分離し、ソフトウェアによって集中的に制御・自動化されたデータセンターネットワークが理想像である。具体的には、リーフ/スパイン型アーキテクチャを物理基盤とし、VXLAN-EVPN技術によるネットワークオーバーレイを構築する。これにより、物理トポロジーに依存しない柔軟な仮想ネットワークを、迅速にプロビジョニングすることが可能となる。運用はAnsible、TerraformなどのIaCツールによって自動化され、迅速なデプロイ、構成変更、障害復旧を実現する。
- 克服すべき障壁:
- 技術的障壁: VXLAN-EVPNやBGPなど、最新のプロトコルやアーキテクチャに関する深い知識と、AnsibleやPythonといった自動化ツールを扱うプログラミングスキルが求められる。既存のネットワーク担当者のスキルシフトが大きな課題となる。
- 運用的障壁: 自動化の導入は、従来の運用プロセスや承認フローの抜本的な見直しを必要とする。また、自動化基盤自体の可用性やセキュリティをどう担保するかという新たな課題も生じる。
- 移行の複雑性: 稼働中の基幹システムを停止させることなく、新旧のネットワークアーキテクチャを並行稼働させながら、段階的に移行するための計画策定と実行は極めて困難を伴う。
- 利害関係者の視点:
- 経営層: ITインフラがビジネス成長を加速させる戦略的基盤（イネーブラー）へと変革される。市場投入までの時間短縮やTCO削減といった経営上の効果を享受できる。
- アプリケーション開発者: APIを通じて必要なネットワークリソースをオンデマンドで利用できる（セルフサービス化）。インフラの制約を意識することなく、アプリケーション開発に専念でき、開発サイクルが大幅に短縮される。
- ネットワーク運用者: 日常的な手動の繰り返し作業から解放される。ネットワーク全体の可視性が向上し、より高度で戦略的な業務（パフォーマンス分析、セキュリティ企画、プロアクティブな改善提案など）に注力できる。
3. 要約
- [200文字]要約:
従来の硬直的なデータセンターネットワークを、ビジネス変化に即応する俊敏な基盤へ刷新する。理想像は、VXLAN-EVPNと自動化を駆使したSoftware-Defined DCNである。これにより、迅速なサービス展開と運用効率化を実現し、企業の競争力向上に直接的に貢献する。 - [400文字]要約:
複雑化・老朽化したデータセンターネットワークは、DX推進の足かせとなる。この課題に対し、リーフ/スパイン型アーキテクチャとVXLAN-EVPNによるオーバーレイを組み合わせたSoftware-Defined DCNへの刷新が理想像だ。物理的な制約から解放され、仮想ネットワークを迅速かつ柔軟に提供できる。Ansible等による運用自動化は、ヒューマンエラーを削減し、開発生産性を向上させる。この刷新は、単なる技術更新ではなく、ビジネスのアジリティを高めるための戦略的投資である。 - [800文字]による詳細な考察:
本問題が提起するDCN刷新の核心は、ネットワークを「コストセンター」から「価値創出センター」へと変革することにある。- あるべき理想像とは、「ビジネス価値創出を加速する、インテントベースの自律運用型DCN」の実践である。これは、運用者が「何がしたいか（Intent）」を宣言すれば、システムが自律的に最適なネットワーク構成を設計・デプロイ・維持する世界観を指す。具体的には、VXLAN-EVPNによる柔軟なL2/L3延伸、リーフ/スパインアーキテクチャによるスケールアウト性、そしてAnsibleやTerraformによるIaC（Infrastructure as Code）の徹底が基盤となる。さらに、Telemetryデータを活用した常時監視とAI/MLによる異常検知・自動修復（AIOps）を組み合わせることで、プロアクティブな障害対応とパフォーマンス最適化を実現する。これは、クラウド活用やAI導入といった現代の社会的要請に応えるための必須要件である。
- 理想像実現へのアプローチとして、全面的な一括移行はリスクが高い。まず、新規システム向けに小規模なリーフ/スパインのPoC（Proof of Concept）環境を構築し、ここで自動化ツールと新しい運用プロセスを確立する。次に、既存の3層アーキテクチャと新環境を相互接続し、影響の少ないワークロードから段階的に移行する戦略が現実的である。
- 期待される効果は、経営的には市場投入までの時間短縮（Time to Market）が最も大きい。開発者がインフラを待つ時間がゼロに近づくことで、ビジネス機会を逃さない。運用コストも、手作業の削減と電力効率の高い最新機器への移行により大幅に削減される（TCO削減）。
- 考慮すべきリスクとして、自動化基盤そのものが単一障害点となる可能性や、コードの品質・バージョン管理の重要性が増す。また、高度なスキルを持つ人材の育成・確保が追いつかない技術的負債のリスクも存在する。セキュリティ面では、オーケストレーションツールの権限管理が新たな攻撃ベクトルになりうるため、厳格なアクセス制御と監査証跡の取得が不可欠となる。