＃IEEE802.11・プローブ要求・SSIDなど『無線LAN』についてパパっと理解！

2024.09.01

はじめに
おわりに

はじめに

トニーくん

無線LANの分野では、IEEE802.11、アドホックモード、SSID、ESSID、プローブ要求などの単語を目にします。

トニーくん

でも、これじゃぁよくわかりませんよね？
ということで、ここではしっかりとイメージできるように要点を分かりやすく抑えていきます。では、パパっとStudyしていきましょう！

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無線LANの基本知識

無線LANは無線を使ってネットワークを構築する技術で、代表的な規格がIEEE802.11です。無線LANの各規格と対応周波数帯は以下の通りです：

2.4GHz帯:
- IEEE802.11b, g
5GHz帯:
- IEEE802.11a, ac
2.4GHz帯と5GHz帯両方:
- IEEE802.11n, ax

チャネル

各周波数帯にはチャネルと呼ばれる細かな伝送路があり、これにより帯域を効率的に運用できます。

2.4GHz帯:
- この帯域には13チャネル（日本では最大13チャネル、北米では11チャネル）が用意されています。ただし、チャネルが重なっているため、実際には5チャネルごとに重なるので、同時利用数は3つが最大です。（例えば、チャネル1, 6, 11）が理想です。
5GHz帯:
- より多くのチャネルが用意されており、干渉が少なく、より高いデータ転送速度を提供します。具体的なチャネル数は国や地域によって異なりますが、一般的には25チャネル以上利用可能です。

トニーくん

13チャネルと言っていますが実際は14チャネルです。ただ、14個のチャネルを持つのはIEEE802.11b規格のみです。また、日本以外の国では基本的に13個までしかありません。

接続方法

無線LANには2つの接続方法があります：

インフラストラクチャモード:
- アクセスポイント（AP）を介して通信します。アクセスポイントはネットワーク内の中心的な役割を果たし、デバイス同士の通信を中継します。ネットワークはESS-ID（Extended Service Set Identifier）やSSID（Service Set Identifier）で識別され、混信を防ぎます。SSIDはネットワークの名前のことです。

トニーくん

SSIDはアクセスポイントの識別子としての役割を持ちますが、ネットワーク名とも言えます。

ESSIDは同じSSIDを持つ複数のアクセスポイントが形成するネットワーク全体を表す識別子です。アクセスポイント１つじゃカバーできないときに効力を発揮します。

アドホックモード:
- アクセスポイントを介さず、デバイス同士が直接通信します。各デバイスが対等な関係でデータをやり取りします。

トニーくん

アドホック（ad hoc）はラテン語で「一時的、その場しのぎ」などの意があります。

スキャン方法

アクセスポイントに接続する際のスキャン方法には2つの方法があります：

パッシブスキャン:
- アクセスポイントが定期的にビーコンフレームを送信し、無線端末がそのビーコンを受信して接続します。ビーコンフレームにはSSIDやチャネル情報などが含まれています。
アクティブスキャン:
- 無線端末が接続したいアクセスポイントのESSIDをブロードキャストし（プローブ要求）、アクセスポイントからの応答を待ちます。アクセスポイントは受信したプローブ要求に対して、SSIDやその他の情報を含むプローブ応答を送信します。

トニーくん

スキャン方式の命名規則は無線端末側が主語となります。無線端末が能動的にスキャンするならアクティブだし、受動的なスキャンならパッシブとなる。

まとめ

要するに…

無線LANは無線技術を用いてネットワークを構築するものであり、代表的な規格としてIEEE 802.11があります。この規格にはいくつかのバリエーションがあり、たとえばIEEE 802.11bとIEEE 802.11gは2.4GHz帯に対応しています。特に、IEEE 802.11bは日本では14チャネルまで対応しているという特徴がありますが、一般的には13チャネルが標準的です。2.4GHz帯のチャネルは互いに重複しているため、5チャネル以上離れたチャネルでないと同時に使用できません。このため、実際に同時に使用できるチャネル数は3つまでとなります。

一方、IEEE 802.11aとIEEE 802.11acは5GHz帯に対応しており、5GHz帯では25以上のチャネルが利用可能です。ただし、5GHz帯のチャネルはDFS（Dynamic Frequency Selection）という機能により、一部のチャネルの使用が制限されることがあります。

また、IEEE 802.11nとIEEE 802.11axは2.4GHz帯と5GHz帯の両方に対応しており、より柔軟な運用が可能です。

無線LANの接続方法にはインフラストラクチャモードとアドホックモードがあります。インフラストラクチャモードでは、デバイス同士がアクセスポイントを介して接続され、ネットワークが構築されます。このアクセスポイントにはSSIDとESSIDという識別子があります。SSIDは、無線LANネットワークを識別する名前であり、アクセスポイント単体またはネットワーク全体の識別子として機能します。ESSIDは、複数のアクセスポイントが同じSSIDを共有する場合に、その全体を1つのネットワークとして扱うための識別子です。これにより、複数のアクセスポイントがカバーする広い範囲でも、ユーザーは同じネットワークにシームレスに接続し続けることができます。

アドホックモードでは、アクセスポイントを介さずにデバイス同士が直接通信します。これは、名前の由来であるラテン語の「ad hoc」（その場しのぎ）にちなんでおり、臨時的なネットワーク構築に適しています。

アクセスポイントへの接続にはスキャンというプロセスがあり、これにはパッシブスキャンとアクティブスキャンの2つの方法があります。パッシブスキャンでは、アクセスポイントが送信するビーコンフレームを無線端末が受信することで、接続可能なネットワークを検出します。一方、アクティブスキャンでは、無線端末が接続したいアクセスポイントのSSIDを含むプローブ要求を送信し、それに応じたアクセスポイントからプローブ応答が返されることで接続が確立されます。これらのスキャン方式は、無線端末がどのようにアクセスポイントを検出するかによって区別されます。

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