共通テスト情報Ⅰ・5-1

ネットワークの基礎の一問一答

共通テスト「情報Ⅰ」の「ネットワークとデータの活用」から、ネットワークの基礎に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。

問15-1・基礎

送りたいデータを小さなかたまりに分割し、それぞれに宛先などの情報を付けて送り出す、インターネットの基本的な通信方式はどれか？

①回線交換方式
②周波数分割多重方式
③パケット交換方式
④時分割多重方式

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正解 ③パケット交換方式

解説
正解は「パケット交換方式」。データを小さなかたまり（パケット）に分け、1つずつに宛先などの情報（ヘッダ）を付けて送る方式です。

なぜ
パケットに分けると、1本の回線を多くの通信で分け合って使えます。回線を独り占めしないので、回線を効率よく使えます。途中で誤りが起きても、そのパケットだけを送り直せばすみます。受け取った側は、ヘッダに入っている順番の情報を使って、パケットを元の順に組み立て直します。

ひっかけ注意

・「回線交換方式」…通信のたびに相手までの道筋を決め、通信している間はその回線を占有する方式。固定電話の網で使われ、料金は通話の時間に応じて変わるため、長く話すほど高くなった
・「時分割多重方式」…1本の回線を短い時間に区切り、複数の通信に順番に割り当てる多重化の技術（TDM）。データに宛先を付けて送る方式ではない点が違い
・「周波数分割多重方式」…1本の回線を周波数（電波などの振動数）の帯に分け、複数の通信を同時に流す多重化の技術（FDM）。時間で分けるTDMとの違いに注意

問25-1・基礎

図のように、家庭や学校、オフィス内など、限られた狭い範囲でコンピュータ同士を接続したネットワークを何と呼ぶか？

自作の模式図

①WAN
②VPN
③ISP
④LAN

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正解 ④LAN

解説
正解は「LAN」。Local Area Network の略で、家庭・学校・会社の建物の中など、限られた範囲のネットワークです。

なぜ
図は、学校の建物の中にあるパソコンやプリンタをハブにつないだネットワークで、LANの例です。LANは、LANケーブルやWi-Fiで、同じ建物の中などにある機器をつなぎます。持ち主が自分で機器を用意して作るのがふつうです。これに対し、東京の本社と大阪の支社のように離れたLANどうしを、通信事業者の回線を借りて結ぶ広い範囲のネットワークをWANといいます。

ひっかけ注意

・「WAN」…Wide Area Network の略。離れた場所のLANどうしを、通信事業者の回線を借りて結ぶ広い範囲のネットワーク。自分でケーブルを引けない場合に使う
・「VPN」…Virtual Private Network の略。インターネットなどの上に、暗号化などで専用線のような通信路を作る技術。広さの名前ではなく、離れた拠点を安全につなぐときに使う
・「ISP」…インターネットサービスプロバイダ（プロバイダ）の略。家庭などのLANをインターネットにつなぐサービスを提供する事業者。範囲の広さを表す言葉ではない点が違い

問35-1・基礎

コンピュータネットワークにおいて、サービスを提供する専用のコンピュータと、そのサービスを利用する側のコンピュータとで、役割がはっきり分かれている形態はどれか？

①クライアントサーバシステム
②ピアツーピア（P2P）
③スタンドアロン
④アドホックネットワーク

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正解 ①クライアントサーバシステム

解説
正解は「クライアントサーバシステム」。サービスを提供するサーバと、利用するクライアントに役割を分ける形態です。

なぜ
Webページを見るとき、ページを送るのはWebサーバ、受け取って表示するのはブラウザ（クライアント）です。メールも、メールサーバとメールソフトの組み合わせで動きます。データをサーバにまとめられるので、管理しやすいのが利点です。

ひっかけ注意

・「ピアツーピア（P2P）」…専用のサーバを置かず、対等なコンピュータどうしが直接データをやり取りする形態。どの機器も提供する側と利用する側の両方になる点が違い
・「スタンドアロン」…ネットワークにつながず、1台のコンピュータだけで使う形態。通信をしないため、提供する側と利用する側という役割分担もない
・「アドホックネットワーク」…無線LANで、アクセスポイントを通さずに端末どうしが直接つながる形態。アクセスポイントが無いため、使えるセキュリティ対策が限られる

問45-1・基礎

OSI参照モデルにおいて、LANケーブルの形状や電気信号の電圧レベルなど、物理的な接続仕様を規定している層（第1層）はどれか？

①データリンク層
②物理層
③ネットワーク層
④トランスポート層

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正解 ②物理層

解説
正解は「物理層」。ケーブルやコネクタの形、電気や光の信号の送り方など、目に見える接続の決まりを定める第1層です。

なぜ
OSI参照モデルは、国際標準化機構（ISO）が決めた、通信の働きを7つの層に分けたモデルです。下から、物理層・データリンク層・ネットワーク層・トランスポート層・セション層・プレゼンテーション層・アプリケーション層と並びます。いちばん下の物理層は、0と1をどんな電気や光の信号にして送るかを決めます。インターネットで使うTCP/IPは、これを4つの層にまとめて考えます。

ひっかけ注意

・「データリンク層」…第2層。同じネットワークの中で、MACアドレス（48ビット）を使って隣の機器まで届ける。スイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）はこの層で働く
・「ネットワーク層」…第3層。IPアドレスを使い、いくつものネットワークをまたいで宛先まで経路を選んで届ける。IPとルータの働きはこの層にあたる
・「トランスポート層」…第4層。TCPとUDPが属し、ポート番号でどのアプリケーションに渡すかを決める。TCPは確認と再送で確実に届ける

問55-1・標準

図は、スイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）が記憶している表である。受信したデータを「宛先の機器がつながっているポート」だけに転送するために、表の「？」の欄に学習・記憶しているアドレスはどれか？

自作の図（アドレスはRFC 7042で説明用に決められた値）

①IPアドレス
②ポート番号
③MACアドレス
④サブネットマスク

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正解 ③MACアドレス

解説
正解は「MACアドレス」。スイッチングハブは、どの差し込み口（ポート）にどのMACアドレスの機器がつながっているかを覚えます。

なぜ
図の「？」の欄の 00-00-5E-00-53-01 のような、2桁の16進数を6つ並べた48ビットの値がMACアドレスです。MACアドレスは、LANの機器ごとに割り当てられた48ビットの番号で、有線LAN（イーサネット）の通信に使います。スイッチングハブは、届いたデータの送り主のMACアドレスと差し込み口の組を表にして覚えます。次からは、宛先のMACアドレスを表で調べ、その機器がいる口だけに送ります。関係のない機器にデータが流れないので、ネットワークが混み合いにくくなります。

ひっかけ注意

・「IPアドレス」…ネットワークをまたいで宛先の機器を示す番号（IPv4は32ビット）。これを見て転送先を決めるのは第3層のルータで、第2層のスイッチングハブは見ない
・「ポート番号」…1台の機器の中で、どのアプリケーションに渡すかを示す番号（例：HTTPは80番、HTTPSは443番）。ハブの差し込み口とは意味が違う
・「サブネットマスク」…IPアドレスのどこまでがネットワーク部かを示す値（例：255.255.255.0 は上位24ビット）。同じネットワークかどうかの判定に使い、ハブの表には使わない

問65-1・基礎

通信速度を表す単位「Gbps」において、1Gbpsの回線が理論上1秒間に送れるデータ量はどれくらいか？（1G＝10の9乗、1バイト＝8ビットとする）

①約 10億バイト
②約 1億ビット
③約 8億バイト
④約 10億ビット

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正解 ④約 10億ビット

解説
正解は「約 10億ビット」。bpsは1秒あたりに送れるビット数なので、1Gbpsは1秒に10の9乗＝10億ビットです。

手順
①bpsは bit per second の略で、1秒間に送れるビットの数を表す。
②G（ギガ）は10の9乗なので、1Gbps＝1秒間に10億ビット。
③バイトに直すと、10億÷8＝1.25億バイト（125Mバイト）になる。

ひっかけ注意

・「約 10億バイト」…ビットとバイトを取り違えた値。1バイト＝8ビットなので、10億ビットは10億÷8＝1.25億バイト
・「約 1億ビット」…Gを10の8乗と取り違えた値。k＝10の3乗、M＝10の6乗、G＝10の9乗、T＝10の12乗と、3桁ずつ上がる
・「約 8億バイト」…バイトに直すとき、8で割るところを8倍した値。ビット→バイトは÷8、バイト→ビットは×8

問75-1・基礎

無線LAN（Wi-Fi）において、接続するアクセスポイントを識別するために付けられる名前（ID）を何と呼ぶか？

①SSID
②MACアドレス
③WEPキー
④ドメイン名

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正解 ①SSID

解説
正解は「SSID」。Service Set Identifier の略で、無線LANのネットワークを見分けるための名前です。

なぜ
スマートフォンでWi-Fiの設定を開くと、近くの無線LANの名前が一覧で出ます。この名前がSSIDです。どのアクセスポイント（無線LANの親機）のネットワークにつなぐかを、SSIDで選びます。SSIDはふつう公開されて使われるので、暗号化の鍵（パスワード）をSSIDから推測できるものにしてはいけません。

ひっかけ注意

・「MACアドレス」…LANの機器ごとに割り当てられた48ビットの番号。利用者が一覧から選ぶネットワークの名前ではなく、機器そのものを見分けるために使う
・「WEPキー」…古い暗号化方式WEPで使う鍵。WEPは短時間で解読される方法が見つかったため、今はWPA2かWPA3を使うよう総務省がすすめている
・「ドメイン名」…example.com のように、インターネット上のコンピュータのまとまりに付ける名前。通信する場合はDNSでIPアドレスに変換して使う

問85-1・基礎

図の「？」のように、異なるネットワーク（LAN同士や、LANとインターネット）を相互に接続し、IPアドレスを見て最適な経路にパケットを転送（ルーティング）する機器はどれか？

自作の模式図

①スイッチングハブ
②ルータ
③アクセスポイント
④プロキシサーバ

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正解 ②ルータ

解説
正解は「ルータ」。異なるネットワークどうしをつなぎ、IPアドレスを見て、パケットを次に渡す先を決める機器です。

なぜ
図の「？」は、LAN1・LAN2・インターネットという異なるネットワークの境目にあり、ルータにあたります。ルータは、宛先のIPアドレスと、経路の表（ルーティングテーブル）を見比べます。そして、目的地に近づくには次にどのルータへ渡せばよいかを決めて送ります。これを経路制御（ルーティング）といいます。家庭用の無線LANルータは、ルータの働きにアクセスポイントやハブの働きもまとめた機器です。

ひっかけ注意

・「スイッチングハブ」…同じネットワークの中で機器をつなぎ、MACアドレスを見て宛先の機器がいる差し込み口だけに送る（第2層）。別のネットワークへの経路は選ばない
・「アクセスポイント」…スマートフォンなど無線LANの端末を、有線LANなどのネットワークにつなぐ親機。無線と有線の橋渡しをするだけで、IPアドレスで経路は選ばない
・「プロキシサーバ」…組織の内部のコンピュータに代わって、インターネットに接続するコンピュータ。Webを見るときの代理役で、経路を選ぶ機器ではない

問95-1・基礎

光ファイバケーブルが、従来の銅線（メタルケーブル）と比較して優れている点はどれか？

①銅線より重いが、そのぶん引っぱりに強く切れにくい
②線が電気を通すので、機器へ電力も一緒に送れる
③電磁ノイズの影響を受けにくく、長い距離で大容量を送れる
④隣の線との間で信号が混ざりやすいが、材料の銅は安く買える

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正解 ③電磁ノイズの影響を受けにくく、長い距離で大容量を送れる

解説
正解は「電磁ノイズの影響を受けにくく、長い距離で大容量を送れる」。光ファイバは、電気ではなく光で信号を送る、ガラス（シリカ）でできた細い線です。

なぜ
ガラスは電気を通しません。そのため光ファイバは、まわりの電線や機械が出す電磁ノイズ（電磁誘導）の影響を受けにくいのが利点です。銅線は電気で信号を送るので、この影響を受けやすくなります。また、光ファイバは光が弱まりにくい（損失が小さい）ので、中継の間隔を長くとれます。文部科学省の科学技術・学術審議会の報告書では、同軸ケーブル（銅線の一種）の中継の間隔が平均1km余りだったのに対し、光ファイバでは30kmの間隔を実現した例が紹介されています。送れるデータの量（伝送容量）も大きく増えてきました。

ひっかけ注意

・「銅線より重いが、そのぶん引っぱりに強く切れにくい」…光ファイバは細いガラス（シリカ）の線で、銅線より軽いことが利点の1つ。ただし強く曲げると光がもれて信号が弱まるので、配線では曲げ方に注意する
・「線が電気を通すので、機器へ電力も一緒に送れる」…光ファイバの材料はガラス（シリカ）で、電気を通さない。信号は電気ではなく光で送る点が銅線との違い
・「隣の線との間で信号が混ざりやすいが、材料の銅は安く買える」…隣の線に信号がもれて混ざる現象（漏話）が少なく、盗み聞きされにくいのが光ファイバの利点。材料は銅ではなくガラスで、その原料が豊富にある点も銅線との違い

問105-1・基礎

インターネットの通信プロトコルとして標準的に利用されている「TCP/IP」において、信頼性よりも「速度やリアルタイム性」を重視する通信（動画配信や通話など）に使われるプロトコルはどれか？

①TCP
②HTTP
③FTP
④UDP

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正解 ④UDP

解説
正解は「UDP」。届いたかどうかの確認や送り直しをせず、手早く送ることを優先するプロトコル（通信の約束事）です。

なぜ
TCPは、相手に届いたかを確認し、届かなければ送り直します。そのため確実ですが、待ち時間が生じます。UDPはこの確認を省き、ヘッダも8バイトと小さく、次々にデータを送ります。通話や生中継の動画では、少しデータが欠けても遅れずに再生し続けるほうが大切なので、UDPが向いています。

ひっかけ注意

・「TCP」…確認応答と再送で、データを確実に順番どおり届けるトランスポート層のプロトコル。ヘッダは最小20バイト。Webやメールなど、欠けては困る通信に使う
・「HTTP」…WebブラウザとWebサーバがやり取りするアプリケーション層のプロトコル。ふつうTCPの80番ポートを使い、暗号化したHTTPSは443番
・「FTP」…ファイルを送受信するアプリケーション層のプロトコル。TCPの21番（制御用）と20番（データ用）のポートを使う

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※本ページの問題・解説は、生成AI（人工知能）を活用して作成しています。