LL Planetsで実現した無線LANインターネットの開放

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大盛況ののちに幕を閉じた今年のLL Planetsでは,新しい試みとして無線LANによるインターネット接続を観客へ提供しました。

LLPLanetsのネットワーク構築にあたり,協賛ベンダ様よりネットワーク機材や回線を提供していただけたこと,ネットワークスタッフによる入念な計画・準備,そして本番運用中にきめ細かな調整を行ったことにより,観客へ安定した無線LAN接続を提供することができました。

本稿ではLL Planetsのネットワーク構築経験と,無線のノウハウを共有したいと思います。

2010年LL Tigerでの課題

2010年に開催されたLL Tigerでは,機材や準備の都合上,観客へのネット接続は提供することができず,観客がネット接続するには各自で回線を準備する必要がありました。そのため,近年流行しているポータブル無線APが予想以上に多く持ち込まれてしまい,最大で150局以上の無線APを観測しました。この状態は会場内の無線LANの帯域(802.11b/g)を枯渇させ,スタッフ・発表者用ネットワークに大きな影響を与えました。発表者はインターネット接続を用いたデモンストレーションを行うことが不可能となってしまい,LL Tigerの運営に支障をきたしてしまう事態となりました。

このことからLL Planetsでは,「安定した無線ネットワークの提供」について検討を重ねた結果,観客にネットワーク接続を提供することで,ポータブル無線APの電源をOFFにしてもらうしかないという結論に至りました。

LL Planetsの企画とIPv6

LL Planetsのセッションの1つとして,「IPv6ハッカソン」という企画がありました。この「IPv6ハッカソン」とは,IPv6ならではの面白いプログラムをLL Planetsの開催中に会場内で開発するというものです。このプログラムを開発・実行するには,IPv4だけでなくIPv6も同時利用できるネットワークが必須です。そこでLL Planetsでは,IPv4/v6の両方が使えるDualStackネットワークをNTT東日本 光フレッツネクストのIPv6接続サービスを用いて構築しました。

残念ながら,今回入手できたIPv6トンネル装置はコンシューマ向け製品であったため,観客へのIPv6ネットワーク提供は断念しました。そのためIPv4/v6のDualStackネットワークは,スタッフ・IPv6ハッカソン専用となりました。

無線機材準備

LL Planetsのスタッフ・登壇者の人数であれば,コンシューマ用の無線APでも性能的に問題はありません。しかし,観客全体を収容するとなれば話は違ってきます。会場には約300人を収容できますが,スマートフォンやタブレット端末が爆発的に普及しているので,1人あたり2端末と考えるのが妥当でしょう。

つまり,約600もの無線LAN端末を許容できる無線LANネットワークを構築する必要があります。他にも,同じ空間内で複数の無線APを設置するには欠かせない電波の出力調整機能や,レートリミット機能が必要であり,それらすべて管理するためにSNMPもサポートした高性能な業務用無線APが必須となりました。

LL Planetsはボランティアベースのイベントで,ほとんどの機材は個人所有機器の寄せ集めです。高性能な業務用無線APを何台も持っているスタッフなど見つかるわけもなく「今年も観客の無線LAN提供は難しいか」と,ネットワーク設計当初では諦めかけていました。そんな矢先,大手ネットワーク機器ベンダであるアライドテレシス様より,

  • 「高性能な無線APを提供できます。何台必要ですか?」

と,大変ありがたい声を掛けていただきました。また,無線LAN設置場所は電源確保が難しい場所だったこともあり,

  • 「お貸しいただける無線APはPoE※1給電対応ですが,PoE給電スイッチも貸していただけないでしょうか?」

という,大変厚かましいお願いにも快諾していただけました。

こうして,無線AP10台,PoE給電L3S/W2台を借用できることになり,「IPv4/v6 DualStackネットワーク」「会場全員が利用できる無線ネットワーク」の2つの要件を満たすネットワーク構成を,図1のように構築することにしました。

図1 会場ネットワーク概要図

図1 会場ネットワーク概要図

※1)
Ethernetケーブル(UTP)を介して,機器に電力を供給する規格。

無線の設計

安定した無線ネットワークを提供するには,設計をきちんとしておく必要があります。まずは,LL Tigerで経験したポータブル無線AP乱立による無線帯域の枯渇問題対策です。この問題に対して解決策は2つ考えられます。1つはポータブル無線APの持ち込みを制限すること,もう1つはポータブル無線APが使用する周波数帯域と異なる周波数帯域で無線ネットワークを構築することです。

前者の方法は現実的な解決方法ではないため,今回は後者の方法を実施しました。多くのポータブル無線APは802.11b/g(2.4GHz)を使用するため,802.11a(5.2GHz)を使用することにしました。しかし,単純に802.11aを用いるだけでは安定したネットワーク構築は難しく,いくつか注意すべき点があります。

802.11aを用いる場合の注意点

802.11aの周波数規格はW52,W53,W56の3つに分類されており,それぞれ周波数や屋内/屋外使用の可否,チャンネル数などが違います。屋内利用であればどの規格でも良さそうですが,実際に安定して使える規格はW52に限られます。これはW53,W56で用いられる周波数の一部が気象レーダの無線※2と干渉してしまうためです。

W53,56を運用している無線APは気象レーダの電波を検出した際に「DFS(Dynamic Frequency Selection)」機能により自動的に周波数を変更することが義務づけられています。この周波数の変更が行われた場合,一時的に通信が停止してしまうため,W53,W56の規格は安定した無線LANの構築には向いていません。表1はそれぞれの規格を比較したものです。

表1 802.11a周波数規格の比較

規格気象レーダとの干渉屋外利用Ch数
W52不可4
W53不可4
W5611

以上のことから,LL Planetsでは,802.11aのW52の規格のみを使用して図2のように配置しました。

図2 会場無線AP配置図

図2 会場無線AP配置図

図2のようにWAP-4とWAP-3,そしてWAP-1とWAP-6が同じチャンネルを使用しているため,できるだけ物理的に離れた場所に配置し,電波出力調整機能にて電波出力を最弱にすること,またレートリミット機能※3を使用して接続スピードに制限を施すことにより,観客は物理的に最も近い無線APに繋がるよう配慮しました。

※2)
正確にはISMバンドを使用する気象レーダの無線。気象レーダ以外にも,電子レンジやコードレス電話,RFID(移動体識別),ETCなどが同じ電波周波数帯域を使用しています。
※3)
レートリミット機能:無線LANは,電波の信号品質と通信レート(速度)は比例します。たとえば,信号品質が100%であれば54Mbps,70%であれば48Mbpsというかたちで,電波品質が良ければ通信レートは速く,悪ければ通信レートは遅くなります。レートリミット機能は,54Mbpsと48Mbpsまでは許可,それ以外の36~6Mbpsは接続自体を拒否する機能です。これにより,電波品質が高い端末を選択して接続させることができます。

著者プロフィール

東松裕道(とうまつひろみち)

国内電機メーカにてネットワーク機器の仕様や機器の評価する毎日。

2010年LL Tigerより,ネットワークスタッフとして初参加。JANOGにもスタッフ参加している。

趣味はパラグライダ・カメラ・車など。公私ともに面白そうなことを見つけて遊んで学ぶ日々。


辻下卓見(つじしたたくみ)

国内電機メーカにてF/W開発エンジニア。コンピュータを正常に動作させるために日々汗を流している。

2011年LL Planets にネットワークスタッフとして参加。


徳永慎一(とくながしんいち)

国内電機メーカにてサーバ設計業務に従事。日々UNIX系OSの障害解析にあけくれている。

2010年LL Tigerよりネットワークスタッフとして参加。

Twitter ID:@deepneko


森久和昭(もりひさ かずあき)

大学院を卒業後,情報セキュリティを専門とするIT企業に就職。現在はIDSやIPS,WAFを構築して顧客ネットワークに導入する業務に携わっている。

2011年LL Planets にネットワークスタッフとして参加し,ネットワーク構築の経験を積む駆け出しの技術者。

Twitter ID:@k_morihisa

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コメント

  • やまがさ さんへ

    これは興味深いですね。存じ上げませんでした。

    Commented : #2  とうまつ (2011/10/23, 11:32)

  • 無線中継技術

    あんまり詳しくないんでちょっと思いつき程度なんですが…
    大学でお世話になった先生の発案で↓のようなことをやっています
    http://mimo-mesh.com/ja/press03.html
    これ使えば割とこういうことって簡単にできちゃうのかなぁと思った次第です。
    ただそれだけです。。

    Commented : #1  やまがさ (2011/10/22, 12:12)

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