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◆ 無線LAN通信の流れ - 概要
無線LAN接続がどのように行われ、どのように通信を開始するのかを有線LANと比較しながら見ていきます。
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有線LAN |
無線LAN |
| ① |
端末をLANケーブルによりハブへ接続する |
WLAN端末が利用できる周波数帯域を自動スキャンする |
| ② |
正しいストレートケーブルの接続によりリンクアップ |
WLAN端末とAPがお互いに一致するESSIDであるか確認 |
| ③ |
WLAN端末とAPがお互いに認証を行う |
| ④ |
WLAN端末とAPがお互いにアソシエーションを行う |
| ⑤ |
Ethernetフレームを、物理ケーブル上で伝送する |
暗号化したIEEE802.11フレームを、電波に乗せて伝送 |
| ⑥ |
MACアドレスの情報をもとにフレームをそのまま伝送 |
APでIEEE802.11フレームをEthernetフレームに変換し伝送 |
| ⑦ |
LANケーブルが抜ければ、スイッチへ再接続する |
電波が届かなくなれば、電波の届く範囲に移動する |
◆ 無線LAN通信の流れ - 詳細
IEEE802.11フレームには制御フレーム、管理フレーム、データフレームの大きく3種類がありますが、上図で
紹介した、無線LANの通信のフローにて使用される IEEE802.11の管理フレームの詳細を見ていきましょう。
IEEE802.11の管理フレームにはBeacon, Association Request, Association Response, Probe
Request
Probe Response, Disassociation, Authentication, Deauthentication など意外に多くの種類があります。
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無線LAN通信の流れ |
使用されるIEEE802.11フレーム |
| ① |
WLAN端末が利用できる周波数帯域を自動スキャンする |
APから100ミリ秒ごとに送信されるビーコンの情報を
もとに、利用できるチャネルの情報、及びESSIDの情報
を得ている。ただし、一定時間ビーコンが得られない場合
プローブ要求とプローブ応答で上記の情報を得ている。 |
| ② |
WLAN端末とAPがお互いに一致するESSIDであるか確認 |
| ※ |
複数のAPが存在する場合、WLAN端末は全チャネルをスキャンして、最も信号の強いアクセスポイントとの接続を試みる。
通信の途中でも現在のAPよりも信号の強いAPを検知した場合、WLAN端末はより信号の強いAPとの接続を試みる。つまり、
複数のAPを近距離で設置した場合、WLAN端末は何度も再接続したりして、快適に通信ができない場合もあるので注意！
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| ③ |
WLAN端末とAPがお互いに認証を行う |
お互いに認証パケットで認証を行っている。 ※1 なお
オープンシステム認証とシェアードキー認証の2種類ある。 |
| ④ |
WLAN端末とAPがお互いにアソシエーションを行う |
アソシエーション要求と応答によりこれを行っている |
| ⑤ |
暗号化したIEEE802.11フレームを、電波に乗せて伝送する |
WEP or TKIP or CCMP による暗号化を行い伝送される |
| ⑥ |
APでIEEE802.11フレームをEthernetフレームに変換し伝送 |
ここでようやく管理フレームではなくデータフレームが伝送 |
※1 この2種類の認証はIEEE802.11における内容であり、当然ながら例えば IEEE802.11i には当てはまる内容ではありません。
WLAN端末とAPとの無線LAN接続手順は以下の2パターンあります。パッシブスキャンではAPからブロード
キャストされるビーコンフレームを受信してESSIDの確認をし合いAuthenticationのフェーズに移行します。
アクティブスキャンでは、APから一定時間ビーコンを受信できなかった場合にWLAN端末が接続を行いたい
ESSIDの情報をプローブリクエストで送信しAPからその応答が得られれば、Authenticaionのフェーズに移行
します。パッシブスキャン、アクティブスキャンのどちらでも認証フェーズ以降は同じシーケンスとなります。
どのような認証方式、暗号化方式であったとしても無線LAN接続における基本的なフローは上記の通りです。
使用チャネル、変調方式、ESSIDの相互確認がとれた後、「認証 → アソシエーション → データのやりとり」
という基本的なフローをまず理解して、それぞれの詳細な認証方式、暗号化方式のフローを理解しましょう。
※ WPAやWPA2のセキュリティ規格を使用する場合、アソシエーション後に暗号化を行うための鍵の生成プロセスが開始されます。
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