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。