基本情報技術者試験過去問 令和6年度（2024年）科目A問8
LAN間接続装置に関する記述のうち，適切なものはどれか。
選択肢
- ア：ゲートウェイは，OSI基本参照モデルにおける第1～3層だけのプロトコルを変換する。
- イ：ブリッジは，IPアドレスを基にしてフレームを中継する。
- ウ：リピータは，同種のセグメント間で信号を増幅することによって伝送距離を延長する。
- エ：ルータは，MACアドレスを基にしてフレームを中継する。
- ア
- イ
- ウ
- エ
正解と解き方・学習ポイント（AI解説）
LAN間接続装置は、どの層の情報を使って中継や変換を行うかで区別します。リピータはOSI基本参照モデルの第1層（物理層）で信号を増幅・整形して伝送距離を延長します。ブリッジはMACアドレスでフレームを中継し、ルータはIPアドレスでパケットを中継します。ゲートウェイは異なるプロトコル体系の変換を行う装置です。したがって、適切なのは「ウ」です。
Point
この問題は、LAN間接続装置（リピータ、ブリッジ、ルータ、ゲートウェイ）について、OSI基本参照モデルのどの層で扱う情報（信号、MACアドレス、IPアドレスなど）を使って中継や変換をするかを理解しているかを確認します。
解くために必要な知識
この問題を解くには、LAN間接続装置ごとの役割と、OSI基本参照モデルのどの層でどの情報を扱うかを理解している必要があります。
用語の整理
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| リピータ | 第1層（物理層）で動作し、減衰した信号を増幅・整形して伝送距離を延長する装置です。原則として同種のセグメント間を接続します。 |
| ブリッジ | 第2層（データリンク層）で動作し、MACアドレスを基にフレームを中継する装置です。 |
| ルータ | 第3層（ネットワーク層）で動作し、IPアドレスを基にパケットを中継する装置です。 |
| ゲートウェイ | 異なるプロトコル体系のネットワーク間で、プロトコル変換を行う装置です。試験では「OSI基本参照モデルの第1～7層すべてのプロトコル変換が可能」と説明されることがあります。 |
| OSI基本参照モデル | 通信機能を7つの層に分けて整理した参照モデルです。 |
| MACアドレス | 第2層で使う機器識別子で、フレームの転送判断に使われます。 |
| IPアドレス | 第3層で使う論理アドレスで、ネットワーク間の経路選択に使われます。 |
| フレーム | 第2層でやり取りされるデータ単位です。 |
| パケット | 第3層でやり取りされるデータ単位です。 |
問題の解法手順
各装置が何を基に動作するかを確認する
覚える対応関係
| 装置 | 主な動作層 | 基にする情報 | 役割 |
|---|---|---|---|
| リピータ | 第1層（物理層） | 信号 | 信号を増幅・整形して伝送距離を延長する |
| ブリッジ | 第2層（データリンク層） | MACアドレス | フレームを中継する |
| ルータ | 第3層（ネットワーク層） | IPアドレス | パケットを中継する |
| ゲートウェイ | 主に上位層 | プロトコル | 異なるプロトコル体系を変換する |
各選択肢を判定する
| 選択肢 | 記述内容 | 正誤 | 判定理由 |
|---|---|---|---|
| ア | ゲートウェイは第1～3層だけのプロトコルを変換する | × | ゲートウェイは第1～3層に限定されず、異なるプロトコル体系の変換を行う装置として扱われます |
| イ | ブリッジはIPアドレスを基にしてフレームを中継する | × | ブリッジはMACアドレスを基にフレームを中継します |
| ウ | リピータは，同種のセグメント間で信号を増幅することによって伝送距離を延長する | 〇 | リピータは物理層で信号を増幅・整形し、伝送距離を延長します |
| エ | ルータは，MACアドレスを基にしてフレームを中継する | × | ルータはIPアドレスを基にパケットを中継します |
選択肢ごとの解説
- ア：不正解
ゲートウェイは、異なるプロトコル体系同士を接続するためにプロトコル変換を行う装置です。扱う範囲は第1～3層に限定されず、上位層まで含めて変換するものとして扱われることがあります。そのため、「第1～3層だけのプロトコルを変換する」という限定が誤りです。
- イ：不正解
ブリッジは第2層（データリンク層）で動作し、MACアドレスを基にしてフレームを中継します。IPアドレスを基に中継するのは第3層のルータなので、この記述は誤りです。
- ウ：正解
リピータは第1層（物理層）で動作し、減衰した信号を増幅・整形して再生します。これにより同種のセグメント間で伝送距離を延長できます。よって正解です。
- エ：不正解
ルータは第3層（ネットワーク層）で動作し、IPアドレスを基にしてパケットを中継し経路選択を行います。MACアドレスを基にフレームを中継するのは第2層（ブリッジやスイッチ）の役割なので、この記述は誤りです。
まとめ
LAN間接続装置は、どの層の情報を使って中継や変換を行うかで区別します。リピータはOSI基本参照モデルの第1層（物理層）で信号を増幅・整形して伝送距離を延長します。ブリッジはMACアドレスでフレームを中継し、ルータはIPアドレスでパケットを中継します。ゲートウェイは異なるプロトコル体系の変換を行う装置です。したがって、適切なのは「ウ」です。
ゲートウェイは、異なるプロトコル体系同士を接続するためにプロトコル変換を行う装置です。扱う範囲は第1～3層に限定されず、上位層まで含めて変換するものとして扱われることがあります。そのため、「第1～3層だけのプロトコルを変換する」という限定が誤りです。
ブリッジは第2層（データリンク層）で動作し、MACアドレスを基にしてフレームを中継します。IPアドレスを基に中継するのは第3層のルータなので、この記述は誤りです。
リピータは第1層（物理層）で動作し、減衰した信号を増幅・整形して再生します。これにより同種のセグメント間で伝送距離を延長できます。よって正解です。
ルータは第3層（ネットワーク層）で動作し、IPアドレスを基にしてパケットを中継し経路選択を行います。MACアドレスを基にフレームを中継するのは第2層（ブリッジやスイッチ）の役割なので、この記述は誤りです。