平成28年度午後II問2設問5(2)について、「レイヤ2のループを発生させないように」とありますが、この構成でどのようなパターンの時にループが発生するのでしょうか。L2SW同士が直接接続されているわけではないので、ループなど起こりそうにないように思うのですが。

例えばL2SWbがブロードキャスト(ARPでもなんでもいいです)を社内メールサーバから受け取ったとします。このとき、各スイッチは受け取ったポート以外からブロードキャストを転送するわけですが、L2SWaとL2SWbが同じサブネットにいる場合、それらと接続しているL3SW、IPsecの各ポートも同じサブネットに属することとなるため、
・L2SWb→L3SW→L2SWa→IPsecルータ→L2SWb→…
・L2SWb→IPsecルータ→L2SWa→L3SW→L2SWb→…
というループが起こります。同様の事象がFW側からブロードキャストを受け取った際も起こります。

nyanderfulさん
L2SWb→L3SW→L2SWa→IPsecルータ→L2SWb→…について、「L3SW→L2SWa」や「IPsecルータ→L2SWb」という流れはありえるのでしょうか？L3SWやルーターのところでブロードキャストパケットは終端し、その後の転送は行われないという認識でした。

L2SWaとL2SWbが同一サブネットの場合、あり得ます。
L3SWは、デフォルトL2ポートで動作し、セグメントとしてSVIとVLANを対応付けて設定します。所属するポートが同一サブネットである場合、同一VLANと考えていただいて問題ありません。ポート間の転送が同一VLANである場合、L3SWは、L2SWと同じ動作をし、ブロードキャストも例外なく転送されます。

一方、ルータは、デフォルトでルーテッドポートで動作しますが、ルータにはL2ポートで動作するモードがあり、設問の構成は後者に該当します。セグメントが同一である場合、ブロードキャストも転送できます。この辺りは、ブロードバンドルータのLANポートに置き換えるとイメージしやすいと思います。（ブロードバンドルータのLANポート間は、スイッチングハブと同じ動作）

hisashiさん
ご回答ありがとうございます。

L3SWについては理解出来ました。L3SWはL2SWの機能も備えており、データの転送が同一ネットワーク内(VLAN内)であれば、L2SWのようにMACアドレスに基づいて適切なポートにデータを転送する(当然、ブロードキャストも受信したポート以外にフラッディングする)、ということですね。

ルータの「L2ポートで動作するモード」というのは、接続されている機器(L2SWaとL2SWb)が同じサブネットに属している場合にそのようなモードに自動的に切り替わるものなのでしょうか？問題には「L2ポートで動作するモード」などの記載がなかったので...

>ルータの「L2ポートで動作するモード」というのは、接続されている機器(L2SWaとL2SWb)が同じサブネットに属している場合にそのようなモードに自動的に切り替わるものなのでしょうか？

自動では切り替わりません。ルータにL2ポートモードとなるようコマンドを投入する必要があります。
確かにに問題文にモードに関する記載がないため、判断は難しいかもしれませんが、ルーテッドポートの特性から導くことはできます。

ルーテッドポートは、ポート自体(インタフェース）にIPアドレスを設定しますが、セグメントの重複が許されていません。

例えば、ポート1に192.168.0.1/24 ポート2に192.168.0.2/24といったような重複するような設定ができません。

このため、問題文に記載がなくともポートに所属するセグメントが同一の場合、当該ポートは、L2ポートに設定しているものと判断できます。

hisashiさん
ご回答ありがとうございます。
理解出来ました。