ネットワーク構成

以下の構成を構築することを最終目的とする

登場人物

AMN1500
- 光回線終端装置(ONU)
- 今回はあまり関係ない
- 日立製らしい
eoRT-100(S1)
- eo光多機能ルーター
- ルーター兼アクセスポイント(その他諸々)として動作している
- IEEE 802.11ax(Wi-Fi 6)には対応していない: https://support.eonet.jp/usqa/net/4205583_14139.html
- NEC製らしい
OpenWrt
- ELECOM WRC-2533GST2を改造してOpenWrtをインストールしたもの
- 詳しくは: OpenWrtをELECOM WRC-2533GST2に導入する
- こちらをメインで設定し、WDSを実現する
Intel NUC
- ベアボーンPC(サーバ)
- ESXi(vSphere Hypervisor)構築済み
MacBook Pro
- macOSのバージョンはVentura
- 今回、設定は基本的にこのマシン上で行う

なぜこの構成なのか

Intel NUC自体には無線LANモジュールが搭載されているため、Wi-Fiで通信することが可能
しかし、ESXiにWi-Fiの設定項目が無く、eoRT-100(S1)に有線で接続しようにも部屋が離れており、地理的な問題で断念
なので一旦OpenWrtで中継し、そこに有線で接続するという構成を取ることにした

WDSとは

Wireless Distribution Systemの略称
アクセスポイント間通信やリピータ機能と呼ばれたりもする
本来は片側のアクセスポイントに中継機のような機能を持たせることでアクセスポイントのカバー範囲を延伸する仕組み
今回はカバー範囲自体は問題無かったが、有線で接続せざるを得ないマシン(Intel NUC)が存在したことにより、この構成を選定した
最近はWDSの代わりにIEEE 802.11sというメッシュネットワークの規格を採用することが多いらしく、このほうがパフォーマンスも高いらしい(要調査)
ちなみにWDSはIEEEやWi-Fi Allianceのような機関によって特に規格化はされていない模様

設定

設定を行うにあたり、公式ドキュメントの Wi-Fi extender / repeater / bridge configuration を大きく参考にさせていただいた

事前準備

MacBook ProとOpenWrtのLAN側のポートを有線で接続している
Webブラウザで http://192.168.1.1 にアクセスすると、LuCIが開ける
LuCIにはパスワードが設定されている

OpenWrtのLAN側のインタフェースの設定

Network > Interfaces を開く
Interfacesの中からLANのEditを選択する

General Settingsのタブを開く
ProtocolはStatic addressを選択する
IPv4 addressに 192.168.2.1 を入力する
IPv4 netmaskは 255.255.255.0 を選択する

DHCP Serverのタブを開く
General Setupのタブを開く
DHCP Serverは不要なので、Ingore interfaceにチェックを入れる

IPv6 Settingsのタブを開く
RA-ServiceとDHCPv6-Serviceをdisabledに変更する
Saveする

Save & Applyを行うと、「LuCIのIPアドレスが 192.168.1.1 から 192.168.2.1 に変わるため、現在のIPアドレスではLuCIに接続できない」旨の警告が出る
問題ないため、Apply and keep settingsを選択する

MacBook Proのネットワークの設定

現状、OpenWrtのLAN側のインタフェースのIPアドレスを 192.168.2.1 に変更し、DHCPもオフにしたことで、MacBook ProからLuCIにアクセスできない状態となっている
そこでMacBook Proに適切な静的IPアドレスを設定し、再度LuCIに接続できるようにする
ちなみにmacOSの他のバージョンや他のOSであっても同様の設定は可能
システム設定 > ネットワークを開き、「AX88179A」を選択する
- この部分は環境によって異なるが、どの環境であってもPCとOpenWrtを接続しているネットワークを選択すれば良い

「詳細...」を選択する

TCP/IPを選択する

IPv4の構成のセレクトボックスで「手動」を選択する

IPアドレスに 192.168.2.10 を設定する
- ちなみに第4オクテットは 10 でなくても構わない
- OpenWrtが使用している 192.168.2.1 やネットワークアドレス、ブロードキャストアドレスと重複しなければ問題ない
サブネットマスクに 255.255.255.0 を設定する
ルーターに 192.168.2.1 を設定する

この状態で 192.168.2.1 にアクセスするとLuCIが開くため、ログインする

OpenWrtからeoRT-100(S1)への接続

Network > Wirelessを開く
今回は5GHz帯(IEEE 802.11ac)でWDSを行いたかったため、MediaTek MT7615E 802.11acnのScanを選択
- ちなみにMediaTek MT7615Eは台湾の半導体メーカーであるMediaTekが開発している無線LANモジュールの名称
- 公式サイト: https://www.mediatek.jp/products/broadband-wifi/mt7615

接続したいSSIDのJoin Networkを選択する
- 今回の場合は eoRT-XXXXXXXX

WPA passphraseを入力し、Create / Assign firewall-zoneでlanを選択する

ちなみにWPA passphraseは接続先のアクセスポイント(今回の場合はeoRT-100(S1))の管理画面から大抵確認することができる
eo光の場合、 192.168.0.1 で稼働している管理画面にWebブラウザからログインすることで確認することができる
まず、無線LAN詳細設定(5GHz)を選択

暗号化 > WPA暗号化キー(PSK)の項目から確認できる

本筋からは少し逸れるが、Maximum transmit powerを10 dBm(10 mW)に下げて日本の電波法に抵触しないようにしておく
- ちなみにデフォルトは20 dBm(20 mW)
その後、SaveとSave & Applyを行う

Network > Interfacesを開く
InterfacesからWWANを選択する
General Settingsのタブを開く
ProtocolはStatic addressを選択する
IPv4 addressに 192.168.0.2 を入力する
IPv4 netmaskは 255.255.255.0 を選択する
IPv4 gatewayを 192.168.0.1 を入力する

Advanced Settingsのタブを開く
Use custom DNS Serversに 192.168.0.1 を入力し、eoRT-100(S1)のDNSキャッシュサーバを利用するようにする
その後、SaveとSave & Applyを行う

OpenWrtとインターネットの到達性の確認

Network > Diagnosticsを開く
openwrt.org 宛てにIPv4 Pingを実行する
以下のように正常なレスポンスが返ってきているのであれば問題ない

luci-proto-relayのインストール

WDSの設定に先立ち、必要なパッケージをインストールする
System > Softwareを開く
Filterに luci-proto-relay と入力し、ActionsからUpdate lists...を実行する
Install...を実行する

途中で以下のようなモーダルが出てきたらDismissを押して閉じる

モーダルが出てくるので、Overwrite files from other package(s)にチェックを入れてInstallを実行する

Dismissを押して閉じる

Installedと表示されているのでインストールされているということが分かる

System > Rebootを開く
RebootのPerform rebootを実行し、再起動する

WDSの設定

現状の構成では、二重ルーターのような状態になっており、OpenWrtから見てWAN側のネットワークである 192.168.0.0 と LAN側のネットワークである 192.168.2.0 の2種類が存在している
このうち、LAN側のインタフェースに接続したホストを 192.168.2.0 のネットワークではなく、 192.168.0.0 のネットワークに所属させるような設定を行うことでOpenWrtをWDSとして機能させる
つまり、 192.168.2.0 のネットワークはOpenWrtで使用している 192.168.2.1 以外では使用しない
Network > Interfacesを開く
Add new interface...を押す

Nameは適当な命名で問題ない
ProtocolはRelay bridgeを選択する
Create interfaceを実行する

Local IPv4 addressに 192.168.0.2 を入力する
Relay between networksで lan と wwan を選択する
その後、SaveとSave & Applyを行う

System > Rebootを開く
RebootのPerform rebootを実行し、再起動する

不要な設定の削除

絶対にしないといけないわけではないが、不要な設定は設定を分かり辛くするため削除しておく
Network > Interfacesを開く
InterfacesにあるWANとWAN6をDeleteしてSave & Applyを実行する

Network > Firewallを開く
General Settingsのタブを開く
Zonesから wan => REJECT の設定をDeleteしてSave & Applyを実行する

動作検証

MacBook Proには 192.168.0.10 をDHCPで割り当てている
ここから各ホストに ping を行い、到達性を確認する
eoRT-100(S1)

$ ping 192.168.0.1
PING 192.168.0.1 (192.168.0.1): 56 data bytes
64 bytes from 192.168.0.1: icmp_seq=0 ttl=64 time=9.858 ms
64 bytes from 192.168.0.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=2.296 ms
64 bytes from 192.168.0.1: icmp_seq=2 ttl=64 time=9.649 ms
64 bytes from 192.168.0.1: icmp_seq=3 ttl=64 time=8.030 ms
64 bytes from 192.168.0.1: icmp_seq=4 ttl=64 time=2.132 ms
^C
--- 192.168.0.1 ping statistics ---
5 packets transmitted, 5 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 2.132/6.393/9.858/3.471 ms

OpenWrt

$ ping 192.168.0.2
PING 192.168.0.2 (192.168.0.2): 56 data bytes
64 bytes from 192.168.0.2: icmp_seq=0 ttl=64 time=11.148 ms
64 bytes from 192.168.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=9.151 ms
64 bytes from 192.168.0.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=7.514 ms
64 bytes from 192.168.0.2: icmp_seq=3 ttl=64 time=4.031 ms
64 bytes from 192.168.0.2: icmp_seq=4 ttl=64 time=12.500 ms
^C
--- 192.168.0.2 ping statistics ---
5 packets transmitted, 5 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 4.031/8.869/12.500/2.956 ms

Intel NUC
あらかじめ静的IPとして 192.168.0.3 を設定してある

$ ping 192.168.0.3
PING 192.168.0.3 (192.168.0.3): 56 data bytes
64 bytes from 192.168.0.3: icmp_seq=0 ttl=63 time=129.612 ms
64 bytes from 192.168.0.3: icmp_seq=1 ttl=63 time=11.210 ms
64 bytes from 192.168.0.3: icmp_seq=2 ttl=63 time=4.747 ms
64 bytes from 192.168.0.3: icmp_seq=3 ttl=63 time=11.591 ms
64 bytes from 192.168.0.3: icmp_seq=4 ttl=63 time=10.224 ms
^C
--- 192.168.0.3 ping statistics ---
5 packets transmitted, 5 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 4.747/33.477/129.612/48.131 ms

各ホストが同一ネットワーク内で接続できていることが確認できた