無線LANの通信方式
無線LANは電波を利用したネットワーク通信であり、配線不要で使いやすいが、壁や他の通信の影響でネットが届きにくくなる可能性がある。その対策として、適切な無線ネットワークを構築する。
CSMA/CA（衝突回避制御）
- 無線LANは半二重通信のため、CSMA/CAを用いてコリジョン（データ衝突）を回避する。
- 利用状況の確認（PC ⇔ AP）
- APが利用されていないことを確認した後、ランダムな時間待機してデータ転送
- データ転送中、APがACK（受信確認応答）を全端末に送信
- PCはACKを確認し、利用状況を把握する。
電波の種類
周波数（Hz）の特徴
- 5GHz：直進性が強く、障害物が少なければ安定。
- 2.4GHz：障害物が多くても安定しやすいが、電子機器（電子レンジ等）と干渉する可能性あり。
無線LANの規格（IEEE 802.11）
| 規格 | 周波数 | 最大伝送速度 | 登場時期 |
|---|---|---|---|
| 802.11b | 2.4GHz | 11Mbps | 1999年 |
| 802.11a | 5GHz | 54Mbps | 1999年 |
| 802.11g | 2.4GHz | 54Mbps | 2003年 |
| 802.11n | 2.4GHz/5GHz | 600Mbps | 2009年 |
| 802.11ac | 5GHz | 6.9Gbps | 2013年 |
| 802.11ax | 2.4GHz/5GHz | 9.6Gbps | 2020年 |
無線LANの接続モード
アドホックモード
- AP（アクセスポイント）を使用せず、機器同士を直接無線接続する。
- 例：PSPやDSでのインターネットを介さない通信。
インフラストラクチャモード
- APを介して無線接続を行う一般的な方式。
ワイヤレスネットワーク構成
BSS（Basic Service Set）
- 1台のAPと接続された機器によるネットワーク構成。
- APのMACアドレスをBSSIDとし、所属するBSSを識別。
ESS（Extended Service Set）
- 複数のBSSが統合された広域の無線ネットワーク。
- ESSIDとSSIDを用いて識別。
無線接続の流れ
ビーコン（Beacon）
- APが定期的に送信する制御情報（SSID、チャネルなど）。
- 2.4GHzは14チャネルがあり、5チャネル間隔で配置。
認証と接続確立
- ビーコン送信（AP → PC）
- 認証送信（AP ← PC）
- 認証応答（AP → PC）
- アソシエーション要求（AP ← PC）
- アソシエーション応答（AP → PC）
ビーコン非送信時はプローブ要求を利用して接続する。
無線LANのセキュリティ
データ暗号化
共通鍵暗号方式のプロトコルを利用
- AES（安全）
- RC4（脆弱性あり）
認証方式
- パーソナルモード（PSK）：SSIDとパスワードを用いる。
- エンタープライズモード（EAP）：RADIUSサーバでユーザー認証。
（事前にradiusサーバーへを登録したID,PASSで認証）
認証コンポーネント（構成要素）
クライアント端末（サプリカント）→認証装置（Authenticator,WLC,AP）→認証サーバ（RADIUS）
無線LANの管理方式
自立型
- APごとに個別設定（小規模ネットワーク向け）。
集中管理型
- WLC（Wireless LAN Controller）により一括管理。
WLCの端末設計
仮想ポート（vNIC）
- WLAN1、SSID1 - ダイナミックインターフェース
ワイヤレスLAN（WLAN）はVLAN毎に区切られ、
ダイナミックインタフェースを通じてディストリビューションシステムポートへ接続
- バーチャルインターフェイス（インオブバンド管理）
ワイヤレスコントローラ（WLC）の冗長化が可能で、
複数のWLCを同一IPアドレスでモビリティグループとして構成し、
必要に応じてコントローラを切り替えることができる
- 管理インターフェイス（インオブバンド管理）
-
サービスポートインターフェイス（アウトオブバンド管理）
管理インターフェイスおよびサービスポートインターフェイスは管理をするためのもの - アウトオブバンド管理：通常の通信とは別に管理用インターフェイスを確保。
- インオブバンド管理：通常の通信で管理インターフェイスを起動、設定を行う
物理ポート（NIC）
-
ディストリビューションシステムポート：ダイナミックインターフェースと接続。
トランクポートで、複数のVLANへ対応する - サービスポート：管理者アクセス用。
ローミング
- APから離れると、同じESSID内の別APへ自動接続切り替え。
CAPWAP
- APとWLC間の通信を制御するプロトコル。
FlexConnect
- APがWLCとの接続が切れてもAPの独立動作可能。