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【応用情報技術対策】なぜ私はインターネットを使えるのか①無線LANとは

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応用情報技術試験対策の一環として、私が自分の家でインターネットを利用できる理由を考えてみようと思います。

まず、私のマンションの部屋にはLANケーブルを刺す穴が開いています。
しかし、PCを有線で使うのは面倒な上、スマホからもWifiを利用したいので、この穴にwifiルーターを刺して有線LANをWifi化させています。

Wi-Fiと無線LANは何が違う?

Wifiというのは無線LANの1種。
無線LANというのはその名の通り有線ではなく無線で接続できるLAN(Local Area Network)です。
無線LANの技術は1990年代から存在はしましたが、なかなか普及しませんでした。
一番の理由は、親機と子機のメーカーが違うと接続できなかったから。つまり、無線アクセスポイントのメーカーとPCのメーカーが違うと、企画が違うため接続できないのです。
私の場合、アクセスポイントのメーカーがBuffaloで、スマホがSumsungなので、この時点でアウトですね。

これでは困るので、1999年にWi-Fi Allianceという団体が設立されました。
Wi-Fi Allianceは無線LANの国際標準規格をIEEE 802.11と定めて、違うメーカー同士でも接続できるかテストし、合格した製品にWi-Fiというロゴマークを与えたのです。
今では当たり前のようにどのPC、スマホでもWiFiを利用できるようになっています。

無線LANの使い方

さて、無線LANを使うためには、親機(無線アクセスポイント)と子機(PCなど)を接続する必要があります。
接続するときには親機のSSIDを指定し、パスワードを入力します。
SSIDは最長32文字の英数字で、親機の名前のようなものです。

無線LANは有線と異なり物理的な接続は不要ですが、その分不正アクセスへの備えが必要です。
無線アクセスポイントにMACアドレスを事前登録した端末以外からのアクセスを制限する仕組みを、MACアドレスフィルタリングと呼びます。
ただし、MACアドレス自体は秘匿性の高い情報ではないため、あくまでカジュアルなセキュリティ対策です。

無線LANではどのようにデータを送っているのか

無線LANの前に、ケーブルを使って伝送する有線LAN(イーサネット規格のひとつ)の伝送についてまず考えます。
有線LANでは、CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)という方式でフレームをやりとりしています。
伝送路にフレームが流れていないことを確認→フレームの送出という手順を踏みます。
複数の端末が1つのLANケーブルに繋がれている場合、複数のフレームがほぼ同時に送出されてしまい、フレームの衝突(collision)を起こす可能性があります。
衝突がおきた場合は、他の端末に衝突を知らせるジャム信号を送り、ランダムな時間待機してから再送されます。

次に、無線LANの伝送方式です。
無線LANはCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)という伝送方式を採用しています。
しかし、有線の場合と違いケーブルがないので、伝送路にフレームが流れていないことを確認する術がありません。
それでも、電波上で信号が流れていないことを確認し、流れていることを感知した場合はランダムな時間待機してから伝送を開始します。
ケーブルがないためにたとえ衝突(collision)が発生していても検知できないので、フレームを正しく受信できた場合に確認応答(ACK)を返します。
ACKが返ってこなかったときは、送信側がフレームを再送信します。

CSMA/CDのDはdetection(衝突などを検知してから対応)
CSMA/CAのAはavoidance(一定時間回線が空いていることを確認することでフレームの衝突を回避)
と覚えられそうです。

私のPCがどうやって有線LANの穴までつながっているのかは分かった気がします。
今日はここまで。

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