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無線LAN

読み：むせんらん　／　英語表記：wireless LAN

ケーブルを使わず、電波で通信するLAN。IEEE 802.11シリーズとして規格が定められ、Wi-Fiという名前で広く使われている。

イマシルちゃんの解説

ケーブルをつながなくても、スマホやパソコンがインターネットにつながるのは無線LANのおかげなんだ。

便利だけど、電波は目に見えないし、壁の向こうまで届いちゃう。
だから、「混み合ったときにどうやって順番を守るか」とか「盗み聞きをどう防ぐか」とか、
有線のLANにはない工夫がたくさん詰まってるんだよ！

より深い解説

定義

無線LANは、電波を使ってデータリンク層までの通信を行うLANである。規格はIEEEの802.11シリーズで定められている。Wi-Fiは、業界団体Wi-Fi Allianceが相互接続性を認証した機器に付ける名称で、現在は世代を「Wi-Fi 6」のような番号でも呼ぶ。

主な規格

規格呼び名周波数帯最大の伝送速度（規格上）
IEEE 802.11b2.4GHz帯11Mbit/s
IEEE 802.11a5GHz帯54Mbit/s
IEEE 802.11g2.4GHz帯54Mbit/s
IEEE 802.11nWi-Fi 42.4GHz帯、5GHz帯600Mbit/s
IEEE 802.11acWi-Fi 55GHz帯約6.9Gbit/s
IEEE 802.11axWi-Fi 6 / 6E2.4GHz帯、5GHz帯（6Eは6GHz帯も）約9.6Gbit/s
IEEE 802.11beWi-Fi 72.4GHz帯、5GHz帯、6GHz帯約46Gbit/s

構成

用語意味
アクセスポイント（AP）無線の端末を束ね、有線のネットワークにつなぐ機器
インフラストラクチャモード端末がアクセスポイントを介して通信する、一般的な使い方
アドホックモードアクセスポイントを使わず、端末同士が直接通信する
SSIDネットワークを識別する名前

アクセス制御：CSMA/CA

有線のイーサネット（半二重）は、衝突を検知するCSMA/CDを使っていた。無線では、送信しながら衝突を検知するのが難しいため、衝突をできるだけ避けるCSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）を使う。

  1. 送信する前に、電波が使われていないかを確かめる（キャリアセンス）
  2. 空いていても、すぐには送らず、決められた時間とランダムな待ち時間（バックオフ）だけ待ってから送る
  3. 受信側は、正しく受け取れたらACKを返す。ACKが来なければ再送する

隠れ端末問題

アクセスポイントからは両方が見えるのに、端末同士は遠くて互いの電波が届かない場合、両者が同時に送信して衝突してしまう。これを隠れ端末問題という。送信前にRTS（送信要求）とCTS（送信許可）をやり取りし、ほかの端末に待ってもらうことで軽減できる。

セキュリティ

電波は壁を越えて届くため、通信の暗号化と利用者の認証が欠かせない。暗号化の方式はWEP、WPA、WPA2、WPA3と発展してきており、現在はWPA2以降、できればWPA3を使う。企業では、IEEE 802.1XとRADIUSサーバによる利用者ごとの認証と組み合わせることが多い。

実際の試験ではここに出る！

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