Network Specialist Examination cheat sheet

OSI 7階層とTCP/IP 4階層の対応: アプリケーション層はOSI第5〜7層、トランスポート層は第4層、インターネット層は第3層、ネットワークインターフェース層は第1〜2層をまとめる。

TCPはシーケンス番号とACKで再送を制御し、ウィンドウサイズでフロー制御を行う。接続確立はSYN→SYN/ACK→ACKの3ウェイハンドシェイク。

UDPヘッダは8バイト固定、TCPヘッダはオプションなしで20バイト。UDPは再送・順序保証を行わない。

IPv4は32ビット、IPv6は128ビット。CIDRの/24ならホスト部8ビットで、利用可能ホスト数は2^8−2=254。

IPv4のフラグメンテーションはルータでも可能だが、IPv6は送信元のみが行い、経路上はPMTUDでMTUを学習する。

ARPはIPv4アドレスからMACアドレスを解決し、要求はブロードキャスト。IPv6ではNDPのNeighbor Solicitation/Advertisementが同役割を担う。

IEEE 802.1Qタグは4バイトで、VLAN IDは12ビット。0と4095は予約され、利用可能なVIDは1〜4094。

TCP輻輳制御はスロースタート、輻輳回避、高速再送・回復で構成され、cwndとssthreshで送信量を調整する。

経路選択の順序（Cisco）: 最長プレフィックス一致→アドミニストレーティブディスタンス（AD）の小さい方→同一プロトコル内のメトリックの小さい方。

CiscoのAD既定値: 直接接続0、スタティック1、eBGP20、EIGRP90、OSPF110、RIP120、iBGP200。

OSPFコスト=参照帯域幅÷インターフェース帯域幅（整数、最小1）。既定の参照帯域幅10^8bpsでは100Mbpsがコスト1、10Mbpsが10。

OSPFはリンクステート型で、エリア0がバックボーン。エリア境界はABR、AS境界はASBRが担い、LSAタイプ1〜5で経路情報を伝える。

BGPのベストパス選択はWeight→Local Preference→AS_PATH長→Origin→MEDの順で比較する（Cisco）。eBGPはiBGPより優先。

STPはブリッジID最小のスイッチをルートブリッジに選出する。802.1Dの収束は30〜50秒、RSTP（802.1w）は数秒。

LACP（802.3ad）はLACPDUで複数物理リンクを1本の論理リンクに束ね、フロー単位で負荷分散する。

VRRP/HSRPは仮想IPと仮想MACを共有し、優先度の高い機器がマスタ（アクティブ）になる。既定優先度は通常100。

DHCPの4段階はDiscover→Offer→Request→Ack（DORA）。別サブネットへはリレーエージェントがブロードキャストをユニキャストに変換して転送する。

DNSレコード: AはIPv4、AAAAはIPv6、CNAMEは別名、MXはメール、NSは権威サーバ、TXTは任意テキスト。TTLはキャッシュ保持時間。

再帰問い合わせはサーバが代理で解決して最終回答を返す。反復問い合わせは参照先サーバの情報を返すだけで、問い合わせはクライアント側が繰り返す。

NAPTは1つのグローバルIPをポート番号で多重化する。NATはIPアドレスのみ変換し、ポート変換を行わない。

IPsecはAH（認証）とESP（暗号化・認証）で保護し、IKEでSAを確立する。トンネルモードは元パケット全体を保護し、拠点間VPNで使う。

クラウド専用接続は閉域で安定・大帯域だが構築に時間がかかる。IPsec VPNはインターネット経由で即時性は高いが品質は回線に依存する。

NTPのストラタムは参照時計からの階層。0は基準時計、1が最上位サーバで、数値が大きいほど上位からの距離が遠い。

DiffServのDSCPは6ビット。EF（46）は低遅延、AFクラスは廃棄優先度を組み合わせ、ポリシングは超過を破棄、シェーピングはバッファで平滑化する。

共通鍵暗号はAES、公開鍵暗号はRSA/ECDSA、完全性はSHA-256などのハッシュ、認証付き暗号はHMACやAES-GCMを使う。

TLS 1.3は1-RTTハンドシェイク、ECDHEによる前方秘匿性を必須とし、RSA鍵交換とCBC系の一部暗号を廃止した。

IEEE 802.1Xはサプリカント、オーセンティケータ（スイッチ）、認証サーバ（RADIUS）の3者構成。認証前はEAPOLだけを通す。

ステートフルファイアウォールはセッションテーブルで戻りパケットを自動許可する。ACLは最終的に暗黙のdenyが適用される。

IDSはミラーリングで検知のみ、IPSはインラインで検知・遮断する。検知方式はシグネチャ型とアノマリ型に大別される。

SYNフラッドはTCPハンドシェイクの半開状態を大量に作る攻撃。SYNクッキーやレート制限で緩和する。

ARPスプーフィングは偽のARP応答でMACアドレスを詐称する。Dynamic ARP Inspectionやポートセキュリティで対策する。

ゼロトラストは内部ネットワークも信頼せず、アクセスごとに認証・認可する。最小権限、マイクロセグメンテーション、SASEが構成要素。

稼働率=MTBF÷(MTBF+MTTR)。99.9%の月間停止時間は30日で約43.2分、99.99%なら約4.3分。

BDP（帯域遅延積）=帯域幅×RTT。TCPのウィンドウサイズがBDPより小さいと、回線速度を使い切れない。

転送時間=データ量÷実効帯域。実効帯域はオーバーヘッド、輻輳、パケットロスで低下する。

L4ロードバランサはIP/ポートで振り分け、L7はURLやHTTPヘッダで振り分ける。ヘルスチェックで異常ノードを切り離す。

冗長化は機器、リンク、電源、経路の各層で行い、単一障害点（SPOF）を排除する。

3階層モデルはコア、ディストリビューション、アクセスで構成。データセンターではスパインレーフが東西通信の遅延を均一化する。

QoSの主要指標は遅延、ジッタ、パケットロス、帯域。音声は遅延150ms以下、ジッタ30ms以下が目安とされる。

監視はSNMP、NetFlow/IPFIX、syslog、ping/tracerouteを組み合わせ、死活・リソース・フローを多層に可視化する。

ITILではインシデント管理はサービス復旧を優先し、問題管理は根本原因の特定と再発防止を担う。

SNMPはエージェントの161/UDPへ要求し、トラップは162/UDPで通知する。v3はUSMで認証と暗号化を行う。

Syslogの重大度は0 emerg、1 alert、2 crit、3 err、4 warning、5 notice、6 info、7 debug。数値が小さいほど緊急度が高い。

NetFlow/IPFIXはフロー単位で送信元・宛先・ポート・バイト数を記録し、トラフィック分析や容量計画に使う。

時刻同期はログ相関と証明書検証の前提。NTPで全機器を同期し、ずれは監視対象にする。

構成管理ではコンフィグのバックアップ、差分管理、機器台帳、IP管理表を維持し、変更履歴を追跡できるようにする。

切り分けは物理層→L2→L3→上位層の順で行い、ping、traceroute、tcpdump、showコマンドで層ごとに確認する。

SLAは顧客との合意、SLOは内部目標、SLIは実測指標。監視アラートは閾値と継続時間を組み合わせて誤報を抑える。

要件は機能要件と非機能要件に分ける。非機能は可用性、性能、拡張性、セキュリティ、運用性、移行性で整理する。

現状分析では拠点数、端末数、トラフィック量、成長率、既存契約、運用体制を定量化する。

論理設計はIPアドレス計画、VLAN、ルーティング、セキュリティゾーンを決め、物理設計は機器選定、ラック、配線、電源を決める。

可用性目標からMTBFとMTTRの要件を導き、冗長構成と故障時の切替時間を設計に反映する。

キャパシティ計画はピーク時トラフィックと3〜5年の成長率を見込み、回線・機器・ライセンスの余裕を確保する。

セキュリティ設計は境界防御、内部セグメンテーション、認証、ログ保存、インシデント対応を要件に紐づける。

要件トレーサビリティ行列で、要件→設計→試験項目の対応を管理し、受入時の漏れを防ぐ。

移行計画にはカットオーバー手順、切戻し条件、作業時間帯、連絡体制、判定基準を含める。

試験は単体（UT）、結合（IT）、総合（ST）、受入（UAT）の順に実施し、上位試験ほど要件全体を確認する。

疎通試験はpingでIP到達性、telnet/curlでポート応答、tracerouteで経路、iperfでスループットを確認する。

冗長試験は現用系の停止、リンク断、電源断を意図的に起こし、切替時間と通信断の影響を測定する。

性能試験はピーク負荷と長時間連続稼働を行い、遅延、ロス、CPU/メモリ、セッション数を記録する。

移行方式は一括移行と段階移行に大別され、リスクと作業時間のバランスで選ぶ。

切戻しは判定基準未達時に事前状態へ戻す手順。手順書、バックアップ、作業者、所要時間を移行計画に明記する。

パラメータシートは機器ごとのIP、VLAN、経路、ACL、ポート設定を一覧化し、構築と構成管理の正とする。

受入では試験成績書、設定差分、ログ、作業立会記録を証跡として残し、検収の判断材料にする。