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- インフラストラクチャ モード
- アクセス ポイントとクライアント間で通信を行う
- 有線 LAN とのブリッジが可能
- アドホック モード
接続プロセス (インフラストラクチャ モード)†[edit]
- アクセス ポイントは常にビーコン (制御信号) を発信している
- クライアントはビーコンを受信し、接続可能なアクセス ポイントを識別する
- クライアントは接続したいアクセス ポイントの SSID を指定して、アソシエーション要求を出す
- アソシエーションが終了すると、必要に応じて認証を行う
SSID [Service Set IDentifier]†[edit]
- 無線 LAN の論理的なグループを識別する ID
- 最大 32 文字
- ビーコンを出さないことで隠蔽することが可能だが、接続済みクライアントとの通信を盗聴すれば分かってしまう
- BSSID [Basic SSID]
- アクセス ポイント毎に BSSID を設定する
- 1 つのアクセス ポイントを中心に BSS を構成する
- BSSID が異なるアクセス ポイントとは、通信ができない
- ESSID [Extended SSID]
- 複数のアクセス ポイントに同じ ESSID を設定する
- ESS の中に複数の BSS を構成し、ローミングを可能にする
CSMA/CA [Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance]†[edit]
- 搬送波感知多重アクセス/衝突回避
- 1 本の回線を利用して、複数ノードが通信を行う (Multiple Access)
- 送信前に受信を試み、ほかに通信しているホストがないか確認 (Carrier Sense)
- Ethernet で利用される CSMA/CD では送信後に衝突を検知する
- 無線 LAN では、信頼性のある衝突検知ができない
- 衝突を防ぐため、ランダムな時間待って送信を行う (Collision Avoidance)
DCF [Distributed Coordination Function] を配備して衝突を防ぐ
- アクセス ポイントの電波が届く範囲
- セルの隙間が少なくなるように、アクセス ポイントを配置する
- 隣接するアクセス ポイントが同じチャンネルを利用すると干渉するため、異なるチャネルを設定する
- アクセス ポイントからクライアントまでの距離が長くなると、スループットが落ちる
| 規格 | 周波数帯域 | 変調方式 | 帯域幅 | 通信速度 | |
| IEEE 802.11 | 2.4~2.5 GHz | DSSS, FHSS | 22MHz | 2 Mbps | |
| IEEE 802.11b | 2.4~2.5 GHz | DSSS/CCK | 22MHz | 11 Mbps, 22 Mbps | |
| IEEE 802.11a | 5.15~5.25 GHz | OFDM | 20MHz | 54 Mbps | |
| IEEE 802.11g | 2.4~2.5 GHz | DSSS/CCK, OFDM, PBCC | 20MHz | 54 Mbps | |
| IEEE 802.11j | 4.9~5.0 GHz, 5.25~5.35 GHz | 20MHz | | 54 Mbps | |
| IEEE 802.11n | 2.4 GHz, 5GHz | | 20MHz
40MHz | 600 Mbps~ | Wi-Fi 4 |
| IEEE 802.11ac | 5GHz | OFDM | 80MHz
160MHz | 292.5~3467Mbps
585~6933Mbps | Wi-Fi 5 |
| IEEE 802.11ax | 2.4 GHz, 5GHz | OFDMA | | 9.6Gbps | Wi-Fi 6 |
| IEEE 802.11ah | 920MHz | OFDM | 1MHz
4MHz | 1.5Mbps
5Mbps | Wi-Fi Halow |
プロトコル スタック†[edit]
| レイヤ | 規格 |
| L3~7 | IEEE 802.1 高位層インターフェース (HLLI) |
| L2 | IEEE 802.2 論理リンク制御 (LLC) |
| IEEE 802.11 CSMA/CA |
| L1 | 802.11 PHY | 802.11b PHY
電波 2.4 GHz
DSSS/CCK | 802.11a PHY
電波 5.2 GHz
OFDM | 802.11g PHY
電波 2.4GHz
OFDM
PBCC
DSSS/CCK *1 |
| 赤外線 | 電波
2.4 GHz
DSSS | 電波
2.4 GHz
FHSS |
- ISM バンド [Industrial Scientific Medical Band]
- 産業、科学、医療分野向けに開放された帯域
- 様々な用途に使用されているため、干渉する可能性がある
- 900 MHz 帯 (902~928 MHz)
- 2.4 GHz 帯 (2,400~2,500 MHz)
- 5.7 GHz 帯 (5,725~5,850 MHz)
- U-NII バンド [Unlicensed National Information Infrastructure Band]
- 無線 LAN 向けに開放された帯域
- 屋内利用専用
- 5 GHz 帯 (5,150~5,250 MHz)
- DSSS [Direct Sequence Spread Spectrum]
- 直接拡散方式
- スペクトラム拡散方式の一種
- 元の信号に拡散符号を掛け合わせ、広い周波数を使用するため、干渉に強い
- CCK [Complementary Code Keying]
- DSSS を拡張したもの
- DSSS よりも高速だが、干渉に弱い
- FHSS [Frequency Hopping Spread Spectrum]
- OFDM [Orthogonal Frequency Division Multiplexing]
- 直交周波数分割多重方式
- マルチパス干渉の影響を軽減し、高速化を実現
- PBCC [Packet Binary Convolution Code]
2.4 GHz 帯†[edit]
- チャンネルの間隔は 5 MHz
- IEEE 802.11b/g の占有周波数帯幅は 22 MHz
- 中心周波数となるチャンネルから、±11 MHz を使用する
- パターン 1 以外は、3 ch しか使用できない
| チャンネル | 中心周波数 | チャンネル配置 |
| Ptn 1 | Ptn 2 | Ptn 3 | Ptn 4 | Ptn 5 |
| - | 2.402 GHz | 1 ch | - | - | - | - |
| - | 2.407 GHz | 2 ch | - | - | - |
| 1 ch | 2.412 GHz | 3ch | - | - |
| 2 ch | 2.417 GHz | 4 ch | - |
| 3 ch | 2.422 GHz | 5 ch |
| 4 ch | 2.427 GHz | 6 ch |
| 5 ch | 2.432 GHz | 7 ch |
| 6 ch | 2.437 GHz | 8 ch |
| 7 ch | 2.442 GHz | 9 ch |
| 8 ch | 2.447 GHz | 10ch |
| 9 ch | 2.452 GHz | 11 ch |
| 10 ch | 2.457 GHz | 12 ch |
| 11 ch | 2.462 GHz | 13 ch |
| 12 ch | 2.467 GHz | - |
| 13 ch | 2.472 GHz | - | - |
| - | 2.474 GHz | 14 ch | 14 ch | 14 ch |
| - | 2.479 GHz | - |
| 14 ch | 2.484 GHz | - | - |
| - | 2.489 GHz | - | - |
| - | 2.494 GHz | - | - |
※ 14 ch は IEEE 802.11b のみ
5.2 GHz 帯†[edit]
- チャンネルの間隔は 5 MHz
- IEEE 802.1a の占有周波数帯幅は 16.6 MHz
- 8 ch が利用可能
| チャンネル | 中心周波数 | チャンネル配置 |
| 34 ch | 5.170 GHz | |
| 36 ch | 5.180 GHz | 36 ch |
| 38 ch | 5.190 GHz | |
| 40 ch | 5.200 GHz | 40 ch |
| 42 ch | 5.210 GHz | |
| 44 ch | 5.220 GHz | 44 ch |
| 46 ch | 5.230 GHz | |
| 48 ch | 5.240 GHz | 48 ch |
| 50 ch | 5.250 GHz | |
| 52 ch | 5.260 GHz | 52 ch |
| 54 ch | 5.270 GHz | |
| 56 ch | 5.280 GHz | 56 ch |
| 58 ch | 5.290 GHz | |
| 60 ch | 5.300 GHz | 60 ch |
| 62 ch | 5.310 GHz | |
| 64 ch | 5.320 GHz | 64 ch |
| 66 ch | 5.330 GHz | |
MIMO [Multiple-Input and Multiple-Output]†[edit]
- 複数のアンテナを使用し、通信速度を向上させる技術
- 例えば 2x2 MIMO では送受信ともに 2 本ずつアンテナを使用する
Wi-Fi アライアンス†[edit]
- マルチ ベンダ間の無線 LAN 製品の相互接続性を認定する機関
- IEEE 802.11 では全ての仕様が厳格に定められるわけではないため、相互接続性のテストを実施している
Cisco Compatible Extensions プログラム†[edit]
- Cisco 製品との相互接続性を認定するプログラム
- 仕様の異なるバージョンが存在する (1~4)
WEP [Wired Equivalent Privacy]†[edit]
- 共有鍵暗号方式
- 鍵長は 64 bit か 128 bit
- RC4 で暗号化
- 40 か 104 bit の WEP キーに、24 bit の IV [Initialization Vector] を組み合わせる
WPA [Wi-Fi Protected Access]†[edit]
- WPA Personal
- WPA-PSK [Pre Shared Key] 認証をサポート
- WPA Enterprise
- IEEE 802.1x をサポート
- EAP-TLS
- MAC アドレス認証
- アソシエーション後に行う
- TKIP [Temporal Key Integrity Protocol]
- RC4 で暗号化するが共通鍵を動的に生成、周期的に暗号キーを変更する
- テンポラリ キー (128 bit)、MAC アドレス (48 bit)、IV (48 bit) の先頭 32 bit のハッシュ (128 bit)
- これと IV の後方 16 bit のハッシュ (128 bit)
- MIC [Message Integrity Check]
- WPA2 Enterprise
- IEEE 802.1x サポートを拡張
- EAP-TTLS/MSCHAPv2
- PEAPv0/EAP-MSCHAPv2
- PEAPv1/EAP-GTC
- EAP-SIM
- CCMP [Counter-mode with CBC MAC Protocol]
IEEE 802.11i†[edit]
- IEEE802.11 では規定されていないため、ベンダ独自仕様が必要
- 複数のアクセス ポイントで同じ SSID を設定する
- 帯域低下、ビーコンの喪失などをトリガにして、アクセス ポイントを切り替える
- アクセス ポイントを跨いで、同一ネットワークの IP アドレスを使用できる
- アクセス ポイントを跨ぐと、ネットワークが変わるため、IP アドレスが変更される
ファスト セキュア ローミング†[edit]
- WDS [Wireless Domain Service]
- Lightweight アクセス ポイントと WLC による無線LANソリューション
- L3 ローミングで IP アドレスを変更しない
Cisco のソリューション†[edit]
Autonomous (自立型) 無線 LAN ソリューション†[edit]
Lightweight 無線 LAN ソリューション†[edit]
- 無線 LANのリアルタイム機能と、管理機能を分離する管理方法
- アクセス ポイントとコントローラの間に、LWAPP [LightWeight Access Point Protocol] トンネルを作る
- トンネルを流れるデータはカプセル化され、制御メッセージはさらに AES で暗号化される
- 元パケットの DSCP と CoS は、LWAPP カプセルのヘッダにマッピングされる (アクセス ポイントから先は IEEE802.11e にマッピング)
Cisco Aironet†[edit]
- アクセス ポイント
- ビーコン生成
- QoS スケジューリング
- 802.11 コントロール メッセージ
Cisco Wireless LAN Controller†[edit]
- 複数のアクセス ポイントを管理するコントローラ
- QoS リソース予約
- 802.1x/EAP
- キー管理
Cisco Wireless Control System (WCS)†[edit]
Cisco Secure Access Control Server (ACS)†[edit]
Cisco Wireless Location Appliance†[edit]
CiscoWorks Wireless LAN Solution Engine (WLSE)†[edit]
Wireless Domain Services (WDS)†[edit]
IEEE802.11e†[edit]
WMM [Wi-Fi MultiMedia]†[edit]
- Wi-Fi アライアンスが策定した、IEEE802.11e のサブセット
- EDCF [Enhanced Distributed Coordination Function]
- 優先度の低いパケットのウェイト タイマーを長く設定する
- SIFS [Short InterFrame Space]
- スロット時間
- ランダム スロット
| DSCP | CoS | WMM | 802.11e |
| CS7, 6 | 7 | Platinum | 7 |
| EF | 6 | 6 |
| AF41 | 5 | Gold | 5 |
| AF31 | 4 | 4 |
| DF | 3 | Bronze | 3 |
| AF21 | 2 | Silver | 2 |
| AF11 | 1 | 1 |
| DF | 0 | Bronze | 0 |
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