期待のネット新技術
Wi-Fiメッシュネットワーク標準規格「IEEE 802.11s」、策定までの流れと採用技術
【利便性を向上するWi-Fi規格】(第4回)
2018年8月14日 06:00
2.4GHz帯を用いるIEEE 802.11b/gと、5GHz帯のIEEE 802.11aの後、この両帯域に対応したIEEE 802.11nでは、帯域の拡張に加えて各種要素技術の採用などで通信速度を拡大。続くIEEE 802.11acは5GHz帯のみとなったものの、その次の規格となるIEEE 802.11axでは、再び5GHz帯と2.4GHz帯の両対応となり、さらなる高速化が図られている。
一方、60GHz帯を用いた規格も、当初のIEEE 802.11adから、現在はIEEE 802.11ayの規格策定に着手、こちらも高速化が推し進められている。
ただし、標準化団体のIEEEや、業界団体のWi-Fi Allianceが定めるWi-Fiに関する規格は、通信速度に直結するこうした帯域に関するものだけではない。
メッシュネットワークの製品は、「Google Wifi」や、TP-Link「Deco M5」、NETGEAR「Orbi」、ASUS「Lyra mini」などが登場しているが、今回は標準規格である「IEEE 802.11s」策定の状況や、製品への実装について解説していく。(編集部)
「利便性を向上するWi-Fi規格」記事一覧
- Wi-Fiにおけるメッシュネットワークの必要性
- Wi-Fiメッシュ標準「IEEE 802.11s」策定の流れと採用技術
- Wi-Fiメッシュで通信コストを最小化する仕組みとは?
- 「IEEE 802.11s」策定までの流れと採用技術
- 11s非準拠のQualcomm「Wi-Fi SON」がWi-Fiメッシュの主流に
- 「Wi-Fi SON」製品は相互非互換、Wi-Fi Allianceは「EasyMesh」発表
- 最初のWi-Fi暗号化規格「WEP」、当初の目論見は“有線LAN同等のセキュリティ”
- Wi-Fi暗号化は「WPA」から「802.11i」を経て「WPA2」へ
- より強固になった「WPA」で採用された「TKIP」の4つの特徴
- 「AES」採用の「IEEE 802.11i」「WPA2」、11n普及で浸透
- WPA/WPA2の脆弱性“KRACKs”、悪用のハードルは?
- 4-way Handshake廃止で「SAE」採用の「WPA3」、登場は2018年末?
- SSID&パスフレーズをボタンを押してやり取りする標準規格「WPS」
- ボタンを押してSSID&パスフレーズをやり取りする「WPS」の接続手順
- WPSのPIN認証における脆弱性を解消した「WPS 2.0」
- フリーWi-Fi向け「Wi-Fi CERTIFIED Enhanced Open」で傍受が不可能に
- 暗号鍵を安全に共有する「Wi-Fi CERTIFIED Enhanced Open」
- 「IEEE 802.11u」がPasspoint仕様である「Hotspot 2.0」のベースに
- 国内キャリアも採用のホットスポット提供指標「WISPr」
- ホットスポットでの認証の問題を解消した「HotSpot 2.0」
- 【特別編1】全Wi-Fi機器に影響、脆弱性「FragAttack」の仕組みは?
- 【特別編2】脆弱性「FragAttack」悪用した攻撃手法とは?
- 【特別編3】脆弱性「FragAttack」を悪用する3つ目の攻撃シナリオとその手法
- 【特別編4】A-MSDUを悪用する「Frame Aggregation」を利用した攻撃の流れ
- 【特別編5】「Mixed Key Attack」を利用した攻撃シナリオとその手法
- 【特別編6】「FragAttack」を悪用した攻撃の足掛かりとなる脆弱性
- 【特別編7】Wi-Fiの脆弱性「FragAttack」を悪用した攻撃への対策とは?
最初の「IEEE 802.11s」対応アクセスポイント用ソフトが登場したが……
標準化も終わったので製品が登場してくるかと思いきや、これが意外に腰が重かった。
実は2008年頃に、つまりDraft 2.00あたりの仕様をベースとして、何社かが製品化を試みている。そのうちの一社がSRI International傘下のPacketHop(2003年にSRI Internationalから一度スピンアウトしたものの、2007年に再度買収)だ。
同社は2008年4月、Draft 2.00をベースとしたIEEE 802.11s対応アクセスポイント用ソフトウェアを発表している。
ハードウェアそのものは、AtherosのIEEE 802.11a/b/g/n用チップセットをPrimary Targetとしたものだ。ほかのチップセットにも移植は容易と説明されていて、MIPSベースでは180MHz駆動、あるいはx86の233MHz駆動(AMD Geodeがターゲット)のプロセッサーと、16MBのDRAMメモリ、4MBのフラッシュメモリが搭載されたハードウェア構成なら、このソフトウェアでIEEE 802.11sのネットワークが構築可能とのことだった。
これは要するにコンシューマーではなく、ルーターメーカーに向けた製品として位置付けられたものだったのだが、残念ながらIEEE 802.11sの標準化が遅れた結果、この製品はあまり売れなかったようだ。同社が2010年6月の時点まで存在していたことははっきりしているのだが、その後解散したようで、同社ウェブサイトのURL「http://packethop.com/」に現在アクセスすると、なぜか「東京、湯島、上野、御徒町、秋葉原、お茶の水界隈の食べ物ブログ」にヒットする。
ほかにも、2008年当時、IEEE 802.11sの製品化を検討しているベンダーはいくつかあったが、標準化の遅れもあって、いずれも流れている。少なくとも、コンシューマー向けの製品は、この当時全く見掛けなかった。
企業向けWi-Fi Mesh製品も、当初は11s非対応が主流に
ただ、エンタープライズ向けに関して言えば、メッシュネットワークに対するニーズは確実に存在していて、しかも、いつ終わるのか定かではないIEEE 802.11sの標準化を待っているような暇はない状況だった。
結果、ネットワーク機器ベンダー各社は、独自方式のMesh Network製品をエンタープライズ向けに提供し始めることになる。例えばCiscoは1999年、Aironet Wireless Communicationsを買収し、その製品ラインをCisco Aironetとして提供している。
Ciscoでは、Wireless Mesh Networkを「CUWN(Cisco Unified Wireless Network)」というネットワークアーキテクチャのコンポーネントとして提供しており、具体的にはCisco Aironetをベースとする独自のMesh Networkを構築可能である。
他社製品やIEEE 802.11s対応製品との互換性は全くないが、もともとCiscoの場合は自社製品だけで完璧なEnd to End Solutionを提供するのが強みなので、その意味では互換性は必ずしも必要ではない。同様にエンタープライズ向けのWi-Fiソリューションを手がけるNortel(現在はNokiaの一部)やNokia、Aruba Networksなどのベンダーでも、何らかのかたちでMesh Networkのソリューションを提供していた。
これは、アリーナや展示場といった屋外の大規模施設で、有線LANでバックボーンを敷設するのに、膨大なコストが掛かりかねないことが理由だ。ここでも、相互互換性の面は、基本的に全く考慮されていなかった。
そうした製品にも、IEEE 802.11s対応のものが全くなかったわけではない。ウィーンのLOYTEC electronics GmbH(現在は電源関係で有名なシンガポールのDelta Electronics Internationalの傘下)が提供していた現場向けのWirelessソリューションである「L-WAN」は、IEEE 802.11sに準拠していた。ただし、少なくとも2012年の時点では、コンシューマー向けのIEEE 802.11s対応製品は、ほぼ皆無といってよかったと思う。
まずは11acでのカバーが想定されたコンシューマー向け市場
もっとも2012年というのは、コンシューマー向け製品の市場ではIEEE 802.11ac前夜とも言うべき頃だ。例えば、NETGEARは2012年、IEEE 802.11ac対応ルーターを5月に市場投入すると予告している。国内でもメルコ(現バッファロー)はIEEE 802.11acの一部技術のみに対応した「非対応」製品を、2012年7月に投入するといった状況だった。
当時は、「従来はMeshでないと届かないような場所でも、IEEE 802.11acのMIMO+ビームフォーミングならば届くし、スループットも上がる」といった風潮で、チップセットベンダーもMeshに対して若干及び腰(というか、明らかに後回し)となっていた感は否めない。
エンタープライズ市場での大規模施設向けアクセスポイントならともかく、家庭用に関しては、IEEE 802.11acをまず導入して、解決できないときに初めてMeshを考慮する、といった状況だったわけだ。
これとは別に、フリーのIEEE 802.11sのインプリメントも存在した。というか、なくなってはいたわけではないので、「する」と言うべきかもしれない。すべての子どもたちにラップトップを供給するというNPO団体「OLPC(One Laptop Per Child)」と、IEEE 802.11sは非常に相性がいいということで、まだDraft策定中の段階だった2007年頃からOLPCへのIEEE 802.11sの実装が始められ、少なくとも初代の「XO-1 Laptop」では動作していた。
ただ、FAQを見る限り、その後に登場した「XO-1.5」「XO-1.75」「XO-4」では、このMesh Network Stackが動作しないようで、そこから進展がないのが現状のようだ。
また、「open80211s」という実装もあった。こちらは最終的にLinux Kernel 2.6.26に取り込まれており、自由に利用可能となっている。この結果、Linuxベースのルーターでは、これを利用してMeshを実装している例が以下のようにいくつか存在した。
ただ、IEEE 802.11sをベースとしたMesh Networkの実装は、今のところはこの程度だけに留まっている。その理由は、非IEEE 802.11sのMesh Networkの実装が数多くあるためで、以下がその一例といったところだ。
- AlterMesh(http://docs.altermundi.net/AlterMesh/)
- B.A.T.M.A.N(Better Approach To Mobile Ad-hoc Networking)(https://www.open-mesh.org/projects/open-mesh/wiki)
- Commotion Wireless(https://commotionwireless.net/)
- CONFINE(http://confine-project.eu/)
- Freifunk(https://freifunk.net/)
- guifi.net(http://www.guifi.net/)
- Ninux.org(http://ninux.org/)
- OLSR(https://www.open-mesh.org/projects/open-mesh/wiki)
- OpenWISP(http://openwisp.org/)
- qMp.cat(OpenWRT用のMesh Stack)(http://qmp.cat/Home)
- Wireless Leiden(https://wirelessleiden.nl/)
- Wireless Weimar(http://wireless.subsignal.org/index.php)
- Wlan slovenija(https://wlan-si.net/)
もう活動していないようなものや、研究プロジェクトに留まるもの、コンセプトで終わったものなどがある一方で、例えば2018年7月に「2018.2」をリリースした「B.A.T.M.A.N」のように、アップデートが継続されているものもある。
これらのIEEE 802.11sをベースとしないWi-Fi Meshのインプリメンテーションと比べ、IEEE 802.11sが大きな違いを出せなかったことが、その普及において大きな障害となったのは間違いない。
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次回からは、実際に「IEEE 802.11s」に準拠したものなど、メッシュネットワークに対応する製品を紹介していきます。