よくあるWi-Fiの5つの問題(解決は簡単!)|NetScout

よくあるWi-Fiの5つの問題(解決は簡単!)

目次

  • はじめに
  • Wi-Fi の問題 #1 送信電力の不一致
  • Wi-Fi の問題 #2 干渉トラフィック
  • Wi-Fi の問題 #3 未接続ゲスト
  • Wi-Fi の問題 #4 デッドゾーン
  • Wi-Fi の問題 #5 過剰ローミング
 

どの Wi-Fi 展開にも問題が付き物です。ときには脆弱性に悩まされ、ときには接続が面倒です。とは言え、他のどの Wi-Fi 問題よりも蔓延している問題が 1 つあります。それは:性能です。低速または一貫性のないワイヤレス・ネットワークは誰も嫌がります。またネットワーク技術者はユーザーからワイヤレス・ネットワークが低速または一貫性のないことの苦情を聞くのはうんざりです。これは誰もが知っていることです。しかしながら、ここにあまり知られていないことがあります:解決策はシンプルであることが多いという事実。(容易とは限りませんが、シンプルです。ときには、良好な Wi-Fi とは一般通年を振り払い、担当者の持つ陳腐化した情報を捨てさせることを意味します。そうしたことは容易ではありません。)

 

はじめに

Wi-Fi 設計ガイドと展開のベストプラクティスは数多くあり、それらは役に立つのものです。しかしながら、Wi-Fi が既に設置されて運用されている場合、設計と展開ガイドに従うことは複雑な解決策となります。

このホワイトペーパーでは、ソリューションを別の視点から見ていきます。目標は、シンプルなソリューションです。このペーパーで取り上げる各問題に対して、シンプルなソリューションを紹介します。また、すべての問題とソリューションは、WLAN インフラ環境を対象としています。

一般的な問題の原因を見つけ、シンプルな解決策を特定するために使用するツールは NetScout からの AirMagnet WiFi アナライザ (WFA) です。WFA は技術上、ワイヤレス・プロトコル・アナライザ(Wi-Fi トラフィックをキャプチャしてそのトラフィックに関する情報を表示するツール)として分類できます。しかしながら、現実には WFA はその意図された目的のため、他のワイヤレス・アナライザとは異なります。ほとんどのワイヤレス・プロトコル・アナライザはフレーム(「パケット」とも言う)トレースに深く掘り下げる設計となっています。一方、WFA は現場作業用に設計されています。これは、このホワイトペーパーの内容とぴったり一致したツールです:何が問題かを素早く特定し、修正できるようにします。

 

ここでも、Wi-Fi に関する 5 つの一般的な問題が関与しており、それぞれにシンプルな解決策が付いています:

Wi-Fi 問題 #1:送信電力の不一致

Wi-Fi デバイスは 802.11 規格(スマートフォン、タブレット、その他の消費者向けデバイスでは通常、802.11 規格の 802.11n または 802.11ac 修正案)。802.11 は LAN (またはほとんどのゲスト Wi-Fi シナリオでは LAN 経由でインターネット)へのワイヤレス・アクセスを可能にするテクノロジーです。

802.11 運用可能性に不可欠な要件はすべてのデバイスが受信と送信を行うことです。有線コンピュータが有線 LAN を構成するルーターやスイッチとの間で送受信できることが必要であるように、ワイヤレス LAN が機能するためにはワイヤレス AP やステーション(スマートフォン、タブレットなど)も互いに送受信できることが必要です。

ここで問題になるのは、非常に多くのワイヤレス LAN はステーションが送信する必要がないように設定されているという事実です。これはプランニング中に行われます:高密度 Wi-Fi の設計には多くの場合、サポートされているステーションが送信電力を下げる能力があるかどうかにかかわらず、AP の送信電力を下げることが含まれます。これは展開前に行われます:サイトサーベイヤーが歩き回り、ステーションでの受信信号強度を(通常、受信信号強度インジケータ [RSSI] として)記録しますが、AP ではありません。これは、Wi-Fi が稼動を開始すると行われます:スマートフォンがパフォーマンスの劣化を経験すると、管理者はスマートフォンの送信電力にかかわらず AP の送信電力を増強します。Wi-Fi のような双方向テクノロジーが一方向として処理される場合が多すぎます。


電話-WiFi
 

幸いなことに、AirMagnet WiFi アナライザを使って、送信電力の不一致があるかをチェックできます。以下の手順に従ってください。


1. AirMagnet の START 画面で、送信電力の不一致がある AP を見つけます。(同じ SSID を使用する AP が多数ある可能性があるため、関連する BSSID [AP のワイヤレス MAC アドレス] を見つけるためにAP を管理するコントローラまたは管理ソフトウェアが相互参照される場合があります。

画面番号1

2.問題の AP をダブルクリックします。WFA は自動的に AirMagnet の INFRASTRUCTURE(インフラストラクチャ)画面に自動的に移動します。

画面番号2

3.問題の AP の左にある [+] をクリックします。これにより関連するステーションのリストが展開されます。

画面番号3
 

(インフラストラクチャ画面で AP またはステーションをクリックし次第、AirMagnet はその AP またはステーションだけのチャンネルのキャプチャを開始します。広範なエンタープライズ環境のトラブルシューティングを行う際にチャンネルを手動で変更し続ける必要はありません。)


4.インフラストラクチャ画面の右下に統計リストが表示されます。統計の上にはドロップボックスがありますが、これは通常のドロップボックスのようには見えません。そのドロップボックスを使って「Tx Total/% Total」を選択します。

画面番号4

5.今度は「Frames/Bytes(フレーム/バイト)」の左にある [+] をクリックします。この AP から送信した全トラフィックの再試行 % が表示されます。そのパーセントを覚えておいてください。

画面番号5

6.この時点で、問題の AP に関連付けられているステーションのリストをクリックすることで、異なるデバイスの再試行 % 値を素早く表示できます。リスト上をクリックする際、再試行 % の統計値に注目してください。それは AP の再試行 % より高いですか?低いですか?ほぼ同じですか?

ステーションの再試行 % がそのステーションに関連付けられている AP の再試行 % より高い場合、AP の送信電力が高すぎることがほぼ確実です。反対の場合(ステーションの再試行 % が AP の再試行 % より低い場合)、AP 送信電力が低すぎることになります。次に、コントローラまたは管理ソフトウェアに移動して、それを修正します(以下の一般的な問題があるかをチェックした後で)。

 
画面番号6
 

Wi-Fi の問題 #2:干渉トラフィック

多くの WLAN コントローラや管理アプリケーションでは、AP の送信電力を変更できる画面で AP のチャンネルを変更することもできます。AP のチャンネルを変更することは、2 番目に一般的な WiFi 問題の良い解決策です:干渉する高レートトラフィック。

エンタープライズ WLAN インフラストラクチャ・システムは、AP が互いに干渉しないようにするプロトコルを備えています。これらの自動 RF プロトコルは、セットアップ時の優れたタイムセーバーであると同時に展開後の予期されない干渉問題を回避する良い方法です。問題は、自動 RF プロトコルは完全でないという点です。1 つ致命的な欠点があります:自動 RF プロトコルは AP により収集された情報を使用します。それは、自動 RF プロトコルを使用して AP のチャンネルを選択することを意味し、AP の周りが干渉で汚れないようにする設計となっています。AP の周りの干渉のないことは良いことですが、ステーションの周りの干渉がないことの方が重要です。そして、AP のまわりで良好なチャンネルは、ステーションの周りではあまり良くないことがあります。

ユーザーのステーションの周りの空気の輻輳があるかをチェックするには、WFA を搭載したコンピュータを問題のステーションの場所に持ち込みます。そして、チャンネル輻輳のインジケータを探します。同じチャンネル上または重複した(2.4GHz でチャンネル番号が 4 未満しか離れていない)チャンネル上の近くの AP の存在は、輻輳の原因となります。干渉 AP は AirMagnet の CHANNEL(チャンネル)画面で見て、素早く特定できます。


画面番号7
 

チャンネルの輻輳で見過ごされることが多いのは高レート・トラフィックです。高レート・トラフィックは、それを識別できるデバイスにとっては有用ですが、AP とステーションは離れすぎており識別できないため、高レート・トラフィックは単に雑音にすぎません。そして、データレートが上昇するにつれて、高レートの有効範囲は低下します。これは、高データレートで Wi-Fi を送信するデバイスに近い AP とステーションがトラフィックを復調(簡単に言うと「聞く」)でき、干渉を回避できますが、より遠くの AP やステーションはうまく復調できない可能性があります。

高レート・トラフィックからの干渉について微妙な点は、デバイスがそれを雑音として見るかどうかの判断です。WFA はその判断を助けますが、それはこのホワイトペーパーで説明されている他の作業よりも複雑です。高レート・トラフィックが雑音として見られるかどうかを判断するには、INFRASTRUCTURE(インフラストラクチャ)画面に移動して干渉していると思われる AP をクリックします。(明確化のために、選択した AP は問題のある AP ではなく、干渉しているチャンネルを使用する別の AP を使用すべきです。)画面の右下で速度とバイトを展開します。大量の高レート・トラフィックがキャプチャされている場合、その高レート・トラフィックはおそらくは干渉源ではありません。キャプチャーされる高速トラフィックの量が多くない場合は、干渉源だと考えられる AP に向かって歩きます。キャプチャーされる高速トラフィックの量が劇的に増える場合、高速トラフィックが干渉の原因の可能性が高いです。

問題が、同じチャンネル上(または干渉チャンネル)に近接する AP の数が多いため、または高速トラフィックで干渉が生じているためかにかかわらず、簡単なソリューションは、コントローラーのオート RF を無効にし、AP が展開されている新しいチャンネルを手動で選択することです。

自動 RF プロトコルを無効にすることはかなり助けになりますが、AP のチャンネルや送信出力レベル以外に、電波に悪影響を及ぼす問題を認識する必要があります。それは、これから紹介するよくある 3 つめの問題です。

 

Wi-Fi の問題 #3:接続していないゲスト

ネットワークの外部にあるデバイスが、ネットワークに問題を引き起こすというのは、直感と相容れないかもしれません。しかし、無線ネットワークでは、そういうことが起きるのです。それは、Wi-Fi デバイスが、本当の意味で無線ネットワークから離れることがないからです。無線では、ネットワークの物理層は無線周波数(電波)です。接続されている Wi-Fi デバイスも接続されていない Wi-Fi デバイスも、電波を使用して送信し続けます。

ゲストが Wi-Fi に接続する時は、無線面では比較的に控えめです。ゲストは、Web サーフィング、電子メール、音声/ビデオ・ストリーミングなどのバースト性アプリケーションを使用する傾向があります。(「リアルタイム」のビデオ・ストリーミング・サービスも、トラフィック・パターンを調べると、バースト性が高いです。)また、これらのアプリケーションは通常、高速データレートを使用するため、チャンネル時間をあまり占有しません。チャンネル時間は貴重なため、使用するチャンネル時間が少ないということは、内部ユーザー(または他のゲスト)が使用できるチャンネル時間が増えることになります。


ゲスト

接続していないゲストは、一般的にデバイスがより多くのチャンネル時間を使用するため、より問題となります。接続されていないスマートフォン、タブレット、コンピュータは、プロービングをたくさん行います。プロービングとは、Wi-Fi デバイスが接続する前にネットワークを探すプロセスのことです。デバイスが接続されていると、ネットワークを探す(プロービング)必要はありません。デバイスが接続されていないと、絶えずプロービングします。問題は、消費者向けデバイスは低速データレートでプロービングを行うことです。データレートが低いと、より多くのチャンネル時間が使用/浪費されます。それは、ゲスト、内部ユーザー、そして Wi-Fi に接続されているすべての機器にとってもよくないことです。

AirMagnet は、接続していないゲストがプロービングの問題を引き起こしているか教えてくれます。INFRASTRUCTURE(インフラストラクチャ)画面の左側に一覧があります。一覧の上にあるドロップボックスで「Listed By SSID」を選択すると、エリア内の SSID 一覧が表示されます。プローブ・デバイスが2か所に現れます:「不明な SSID」の下と AP が表示されていない SSID の下(AP がその下に表示されていないかを見るには SSID の左にある [+] をクリックする必要があります)。それら 2 つの場所に表示されるステーションは、接続していません。接続していないデバイスがたくさんあると、プロービングの問題が存在する可能性が高いです。

 

(接続されていないスマートフォンがパフォーマンス問題を引き起こすという最後の文章を読んだあとに、大騒ぎをしてデバイスを責め立てるようなことはやめてください。ネットワーク関係者には、接続やパフォーマンスの問題が発生するとユーザーのデバイスのせいにするという悪い評判が一部の人達にあります。現実は、どんな種類のデバイスが使用されていても、たとえその数が多くても、良質な Wi-Fi を手に入れることはできます。ただ、使用されているデバイスに合わせて無線インフラを調整すればいいだけのことです。)


画面番号8
 

プロービング問題が存在する場合は、ゲストに接続してもらうのが解決策です。しかし、ゲストに接続してもらうのは、簡単ではない場合もあります。ゲストは、Wi-Fi が利用可能であることを知る必要があります。それに加えて、使用する SSID とそれに接続する方法を知らなければなりません。ゲストの Web セッションがリダイレクトされる場合(一般的に Captive Portal と呼ばれる)、またはお客様の対応が必要とされる他の方法が使用される場合は、環境内の関連付けられていないクライアント数を減らすために、接続を簡単にし、合理化させるためのステップを評価してください。ゲストのネットワーク接続の体験をより簡単にすることで、大きなパフォーマンス向上が見られた企業や組織は多数存在します。

 

Wi-Fi の問題 #4:デッドゾーン

よくある 4 つめの Wi-Fi 問題は、以前ほど見られなくなりました。Wi-Fi 設置に対してもっとコスト意識が強かった頃の組織は、設置した AP の数が実際に必要な数よりも少なったことがありました。そのため、対象エリア全体を「カバー」するために、AP の送信出力を最大限に引き上げる必要がありました(本書前半で説明したやってはならない間違いの一つです)。サイト・サーベイ時に見栄えの良いヒートマップが生成されますが、ユーザーが Wi-Fi に接続し始めると、ネットワーク・アクセスの安定性に欠けていました。

Wi-Fi デバイスが接続できるが、安定してネットワークにアクセスできないエリアのことを、デッドゾーンと呼びます。


デッドゾーン
 

Wi-Fi 担当者は、設置する AP の数が少なすぎることのないように気をつけるようになりました。AP の設置を出費ではなく、投資として捉えるようになったのです。それはいいことで、従来の高 AP 送信出力に起因するデッドゾーンが大分減りました。

それでも、デッドゾーンはまだ存在します。それらは、設定戦術のために存在するもので、ときには裏目に出ることがあります:低データレートを無効にする。

低速データレートを無効にすると、Wi-Fi 全体のパフォーマンスが向上します。この理論は理にかなっています:低レートトラフィックは一定時間内にチャンネルを通して送信できるデータ量は少なくなります。(データレートは、データ [通常はメガビットまたはギガビット単位] を時間で割る [1 秒あたり] ことで計算されます。つまり、低速データレートのパケットは、より多くの時間を使います。)

低速データレートを無効にすることの問題は、一部ステーションでデッドゾーンが作られてしまう可能性があることです。デバイスのタイプによっては、たとえ AP で必要なデータレートが利用可能でなくても、その AP と接続したままになります。それは、多くのデバイスの関連付けアルゴリズムが、AP を選択するときに、主要メトリックとして信号強度を使用するからです。AP の信号強度が強いと、デバイスはデータを送受信できないにもかかわらず(デッドゾーンの症状の一つ)、その AP との接続を維持し続ける(デッドゾーンのもう一つの症状)ことがあります。

デッドゾーンを無くす簡単な方法は、AP で低速データレートを再び有効にすることです。しかし、それにはリスクもあります。デッドゾーンが実際は存在しない場合、低速データレートは訳もなく Wi-Fi パフォーマンスを低下させることになります。

 

AirMagnet Wi-Fi アナライザーを使用すれば、AP で低速データレートが無効になっているためにデバイスがデッドゾーンの被害を受けているかどうかを特定できます。    手順は次の通りです。INFRASTRUCTURE(インフラストラクチャ)画面に移動し、デッドゾーンとなっているステーションに接続されている可能性がある AP をクリックします。右下の AP Detail(AP 詳細)タブをクリックし、Basic Rates(基本データレート)と Supported Rates(サポートされるデータレート)のリストが表示されるまでスクロールダウンします。これらの値をメモしておきます。次に左側に戻り、問題のあるステーションの MAC アドレスをクリックします。再び右下に移動して、今度はStats(統計情報)タブをクリックします。Speed(スピード)エリアを展開して、問題のあるステーションが AP の Basic Rates または Supported Rates に記載されていないデータレートを使用して大量のトラフィックを送信しているかをチェックします。そうであれば、AP の低速データレートが無効になっているために、デッドゾーンが生じている可能性が高いです。AP で低速データレートを再び有効にすると、ユーザーは安定した、デッド・ゾーンのない無線 LAN を体験できます。


画面番号9
 

しかし、AP の数が多過ぎる場合は例外です。その場合は、5 つめで最後の問題を引き起こします。

 

Wi-Fi の問題 #5:過剰なローミング

 

ローミングがいつ起きるのかを決定するのは、AP ではなく、Wi-Fi ステーションです。そして、その決定方法は、ベンダーの実装によって異なります。Wi-Fi ネットワークに 10 種類以上のデバイスが接続されていれば、それぞれのデバイスのローミング開始のパラメーターがすべて異なることも考えられます。(ローミングに関して異なるデバイスタイプ間で 1 つの一貫性がありますが:それは、すべてのデバイスがローミングを始める前に、プロービングを行うことです。デバイスのプロービング動作について思い出す必要がある場合は、「接続していないゲスト」のセクションを復習してください。)


ローミング
 

過剰なローミングは、問題になる場合があります。それは、デバイスが AP 間でのローミングに時間をかけすぎて、ネットワークにアクセスする時間が少なくなるからです。過剰なローミングが生じる一般的な原因は、AP の数が多すぎるか、少すぎるかです。AP の数が多すぎると、混雑が生じ、ステーション側でチャンネルが不安定に見えるようになります。AP の数が少すぎると、ステーションの RRSI(受信信号強度)が低くなり、ステーションが絶えずより良い AP に接続しようと試みます。

AP の数が少すぎる問題には、簡単な解決策はありません。過剰ローミングが発生している場所の近くに新しい AP を設置すれば問題が解決されると考えるかもしれませんが、熟練した Wi-Fi 担当者であれば、そうではないと分かっています。新しい AP を追加すると、全体の RF 設計がめちゃくちゃくになり、ネットワーク管理者が Wi-Fi のモグラたたきゲームをやる羽目になります。(モグラたたきゲームとは、穴から出没するモグラのような生き物のおもちゃをスポンジ状のハンマーで叩く昔のゲームです。一匹のモグラを叩くと、次のモグラが現れます。このプロセスが何度も繰り返されます。Wi-Fi のもぐらたたきゲームでは、新しい AP が設置されると、別の AP のパフォーマンスが低下します。すると、新しい場所に別の AP が設置され、また新たな問題が発生します。これが、永遠に繰り返されます。)AP の数が少すぎるのが問題の場合、持続的な解決策を見つけるために、より強力な解析や調査が必要になります。

問題が AP が多過ぎることである場合、シンプルな解決策があります:AP 無線を幾つかオフにします。AP ラジオを侵入センサー、スペクトラム・アナライザー、キャプチャー・ラジオなど、他に役立つものに役割を変えると良いでしょう。ただし、特定のエリアで、強い信号を持つチャンネルあたりの AP が 1 つを超えないように、十分な数の AP ラジオをオフにしてください。

過剰ローミングの問題を解決するための最初のステップは、そのような問題が存在することを確認することです。AirMagnet を使えば簡単です。INFRASTRUCTURE(インフラストラクチャ)画面に移動し、接続が不安定なステーションの MAC アドレスをクリックします。右下に、そのステーションのトラフィックの統計情報が表示されます。「Frames/Bytes」(フレーム数/バイト数)を展開し、次に「Mgmt frames」(管理フレーム数)を展開します。Reassociation Request と Reassociation Response の 2 種類の管理フレームを探します。これらのフレームは、デバイスがローミング中の場合のみキャプチャーされます。分析しているステーションが動いていないにもかかわらず、これら 2 つのフレームが表示される場合は、デバイスが必要以上にローミングしていることを意味します。

 

過剰ローミングを問題として確認したら、AirMagnet を使用して、特定のエリアを複数の AP がカバーしているかどうかを調べます。過剰ローミングが発生している場所に AirMagnet Wi-Fi アナライザーを運び、CHANNEL(チャンネル)画面に移動します。左側でチャンネルを選択できます。選択したチャンネルごとに、右下を見て、そのチャンネルで信号強度が高い AP が複数存在するかを確認します。複数存在する場合は、そのステーションが過剰にローミングしている理由かもしれません。他の問題のあるエリアを渡り歩き、過剰な AP がないかチェックすると、一部の AP ラジオは無効にすべきであることが明らかになります。余分な AP ラジオを無効にすると、AP が展開され過ぎて生じる過剰ローミングの問題は、大抵の場合無くなります。


画面番号10
 

(NetScout には、AP が過剰展開されているかどうかを診断するツールもあります。それは、AirMagnet サーベイです。AirMagnet サーベイを使えば、過剰ローミングが発生している場所を歩き回る前に フロア・プランをアップロードできます。サーベイを終えると、色分けされたマップが作成され、特定のエリアを高い信号強度でカバーする AP がいくつ存在するか表示できます。)

ここに:Wi-Fiに関する 5 つの一般的な問題と 5 つのシンプルな解決策があります。AirMagnet Wi-Fi アナライザーを使用すれば、ユーザーは次の能力を得られます。

  • トラフィックを損失せずに 802.11a/b/g/n および ac 無線ネットワークの解析をリアルタイムに、正確かつ単独で、確実に行えます
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  • 独自の機敏なツールセットで、Wi-Fi の接続性やパフォーマンスの問題を切り分け、トラブルシューティングを行えます
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