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ネットワーク(無線LAN)

無線LANや関係する周辺技術を徹底解剖し解説

進化し続ける無線ネットワーク技術を理解し使いこなしプライベートやパブリックなあらゆる環境やシチュエーションで活用し、ライフスタイルに取り入れよう。

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アドホックモード と インフラストラクチャーモード とは

「アドホックモード(ad hoc mode)」とは、「インディペンデントモード」ともいい、IEEE 802.11無線LANの通信方式、動作モードのひとつで、それぞれの端末に設置された無線LANのアダプタが、互いに直接通信をする形態の事です。

アクセスポイントを介さずに機器同士が直接通信を行うモードです。

これに対し、ネットワークを統括する「アクセス・ポイント」を介して通信を行う形態の事を、「インフラストラクチャーモード(infrastructure mode)」といいます。

無線LANの通信方式の一つ。アクセスポイントを介して通信を行うモードのことです。

 

まず、「アドホックモード(ad hoc mode)」とは、

 

アクセスポイントを介さずに機器同士が直接通信を行うモードのことです。

同時に2台以上の端末と通信できないなどの制約があります。

2つの無線LANアダプタをアドホックモードで通信させるには、アダプタに設定するESS-ID(Extended Service Set Identifier)を一致させておく必要があります。

一般的な利用方法は、無線LANインタフェースをもつパソコン2台を通信可能な近さに設置し、互いにファイルのやりとりなどを行うなどします。

通常のパソコンのソフトでは、3台目のパソコンを同時に接続することはできません。

アドホックモードでの通信を、バケツリレー方式でつないでいくと、複数の端末を介して無線の到達範囲を超えた通信ができる(マルチホップ通信)ので、これを応用したアドホックネットワークシステムとしての利用が研究されています。

アドホックモードのネットワーク(ピアツーピアネットワーク)で では、無線LANアクセスポイントが存在しません。

それぞれの無線機器は個別に直接通信する形態をとります。

例えば、家庭でパソコンとプリンタを アドホックモードで無線接続しているケースでは、印刷データを送信するコンピューターからすべての印刷ジョブをプリンタが直接受け取ります。

 

次に、 「インフラストラクチャーモード」とは、

 

インフラストラクチャー・モード(infrastructure mode)は、IEEE 802.11 無線LANの動作モードのひとつで、それぞれの端末に設置された無線LANのアダプタが、ネットワークを統括する「アクセス・ポイント」を介して通信し、互いに直接通信しない形態のこと。

また、アクセス・ポイント同士を有線LANで結んでネットワークを拡張可能です。

インフラストラクチャモードの無線ネットワークでは、ネットワークの中心に無線LANアクセスポイントが設置されています。

インフラストラクチャモードでは、アクセスポイントは、ノードとネットワークの接続を橋渡しするハブのような働きを持ちます。

無線LANアクセスポイントは、有線のネットワークへ橋渡しをする他にゲートウェイとしても機能します。

例えば、家庭でパソコンとプリンタを インフラストラクチャモードで無線接続しているケースでは、すべての印刷ジョブを無線LANアクセスポイントを経由して受け取ります。

インフラストラクチャモードは一般的に以下の特長があります。

• ネットワークのセキュリティが向上します。

• 信頼性が向上します。

• 速度のパフォーマンスが高まります。

• セットアップが簡単です。

このモードでは、CSMA/CA方式に加え、PCF(Point Coordination Function)を使ってアクセス・ポイントがアクセス管理を行う仕組みが取り入れられています。

そのため、個々の端末が互いに衝突を調整するアドホック・モードと比較すると効率が良い形態といえます。

PCF方式とは、PC(Point Coordinator。 通常はBSS内のAP)がBSS内のノードのメディアアクセス権をコントロールする方式です。

PCがアクセス権をコントロールするCFP(Contention free Period)を設定することにより、その期間のアクセス権をコントロールし、CFPの後に必ずDCF方式を採用するCP (Contention Period)を設定します。

なお、ひとつのLANに複数のアクセス・ポイントが接続され、それぞれ異なる範囲をカバーしている場合には、端末機が移動すると通信相手のアクセス・ポイントが自動的に切り替えられる。これをローミングと言う。

PCF方式は、PC(Point Coordinator。

通常はBSS内のAP)がBSS内のノードのメディアアクセス権をコントロールする方式です。

PCがアクセス権をコントロールするCFP(Contention free Period)を設定することにより、その期間のアクセス権をコントロールし、CFPの後に必ずDCF方式を採用するCP (Contention Period)を設定します。

IEEE802.11のアクセス方式

IEEE802.11のアクセス方式には、大別してDCF方式(Distributed Coordination Function)とPCF方式(Point Coordination Function)の2方式があります。

 

DCF方式は、同じBSS内に存在するそれぞれのノードが同じルールに基づいてメディアアクセス権を競う方式です。

いわば、有線のEthernetと同様に「早い者勝ち」を特徴とするアクセス方式です。

BSS内のそれぞれのノードには、平等にメディアアクセス権獲得のチャンスがあります。

 

PCF方式は、PC(Point Coordinator。 通常はBSS内のAP)がBSS内のノードのメディアアクセス権をコントロールする方式です。

PCがアクセス権をコントロールするCFP(Contention free Period)を設定することにより、その期間のアクセス権をコントロールし、CFPの後に必ずDCF方式を採用するCP (Contention Period)を設定します。

このほか、 DCF方式にQoS機能を加えたEDCA方式(Enhanced Distributed Channel Access)とPCF方式と同様にアクセス権のコントロールをHC(Hybrid Coordinator。QoS機能を搭載するPC)がコントロールするHCCA方式(Hybrid Coordination Function(HCF) Controlled Channel Access)が定義されています。

ここでは、Channel Assessmentの基本とそれぞれのアクセス方式を解説します。

PCFアクセス方式は、

DCFアクセス方式に比較すると少し複雑になっています。

PCF方式はBSS内に存在するPCがアクセス権をコントロールする時間とDCF方式を採用する時間を設定し、その期間を交互に繰り返すという方法を採用しています。

PCがアクセス権をコントロールする時間帯をCFP(Contention Free Period)、DCF方式を使用する時間帯をCP(Contention Period)と呼びます。

CFPの間、BSS内の全てのノードはPCの管理下に入り、アクセス権獲得のための処理を行うことはありません。

それぞれのノードがアクセス権を得る方法はPCから送信されるCF-Pollを受信した時だけです。

CF-Pollを受信し、送信キューにデータがあるノードはその時1MPDUだけを送信します。

フレーム送信時のIFSはDIFSではなくSIFSを使用して行われ、さらに、ACKをピギーバック(データフレームを送信する時に、直前に受信したデータフレームへのACKを付加する)可能とされていることから送信に関するオーバーヘッドをDCF方式に比較して小さくすることができます。

以下にPCF環境がどのように設定され、どのように運用されるかを解説します。

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