令和5年度 ネットワークスペシャリスト 午前Ⅱ 問1「OpenFlowの基本動作」

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本記事はGeminiの出力をプロンプト工学で整理した業務ドラフト（未検証）です。

令和5年度 ネットワークスペシャリスト 午前Ⅱ 問1「OpenFlowの基本動作」

OpenFlowにおけるコントロールプレーンとデータプレーンの役割分担、およびフローテーブルに基づいた転送制御の仕組みを正しく理解する問題です。

SDN（Software Defined Networking）を実現するための技術の一つであるOpenFlowに関する記述として，適切なものはどれか。

ア　OpenFlowスイッチは，受信したパケットのMACアドレスを学習し，自律的に転送先を決定する。 イ　OpenFlowスイッチは，受信したパケットに対応するエントリがフローテーブルになければ，コントローラに問い合わせる。 ウ　OpenFlowコントローラは，OpenFlowスイッチとの間の制御チャネルを確立するために，OSPFを利用する。 エ　OpenFlowコントローラは，パケットの転送機能（データプレーン）をもち，OpenFlowスイッチは，パケットの経路決定機能（コントロールプレーン）をもつ。

【解説】

OpenFlowは、ネットワークの制御機能を転送装置から分離し、中央の「OpenFlowコントローラ」で一元管理する技術です。

  1. 集中管理と分離: 経路制御（コントロールプレーン）をコントローラが、実際の転送（データプレーン）をスイッチが担当します。

  2. フローテーブル: スイッチ内部には「マッチ条件（宛先IP、ポート番号等）」と「アクション（転送、破棄等）」をセットにしたエントリ（フローテーブル）が保持されます。

  3. Packet-In（パケットイン）: スイッチが未知のパケットを受信し、フローテーブルに合致するルールがない場合、そのパケットの扱いをコントローラに問い合わせます。この動作を「Packet-In」と呼びます。

graph TD
    A["OpenFlowスイッチ"] -- 1.未知のパケット受信 --> B{"フローテーブル"}
    B -- 2.不一致 / Packet-In --> C["OpenFlowコントローラ"]
    C -- 3.指示 / Flow-Mod --> B
    B -- 4.転送実行 --> D["パケット送出"]

【選択肢の吟味】

選択肢 判定 解説
ア × MACアドレスの自律学習は従来のL2スイッチの動作です。OpenFlowではコントローラが制御します。
イ ○ 「Packet-In」と呼ばれるOpenFlowの基本動作です。未知のパケットはコントローラの指示を仰ぎます。
ウ × 制御チャネルの確立には通常、TCPやTLSが使用されます。OSPFは動的ルーティングプロトコルです。
エ × 記述が逆です。コントローラがコントロールプレーン、スイッチがデータプレーンを担当します。

【ポイント】

  • 分離の原則: コントロールプレーン（頭脳）とデータプレーン（筋肉）の分離。

  • Packet-In: 未知のフローをコントローラに通知し、動的にフローエントリを追加する仕組み。

  • フローエントリ: 「マッチ条件」「カウンタ」「アクション」の3要素で構成される。

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