無線LANアーキテクチャとは ― 自律型AP・WLCの違い

無線LANアーキテクチャとは、複数のアクセスポイント（AP）をどう管理するかという設計のことです。代表的な方式に、AP1台ごとに設定する自律型と、WLCという機器に設定を集める集中管理型があります。無線LANの仕組みの記事で説明したAPは、1台で完結して動く自律型APです。

APが数台なら自律型で足りますが、台数が増えると、設定変更をAP1台ずつ行う手間が大きくなります。規模に合う方式を選べるように、それぞれの仕組みと向く場面を比べます。

自律型APは、AP自体が電波の発信・暗号化・認証までの機能を持つ方式です。家庭用のWi-Fiルータに入っているAPの機能も、自律型にあたります。

企業やキャンパスでAPを増やす場合を考えます。SSIDや暗号化キーを変更するとき、自律型APでは1台ずつ設定し直す必要があります。APが5台、10台と増えるほど、設定の手間も、設定を間違えるリスクも増えていきます。

この問題を解決するのが、次に説明する集中管理型です。

集中管理型は、管理機能をWLC（Wireless LAN Controller、無線LANコントローラ）という機器1か所に集める方式です。このとき使うAPを、Lightweight AP（軽量AP）と呼びます。

Lightweight APは、電波の送受信とデータの転送が中心です。SSID・暗号化方式・チャンネルなどの設定は、WLCでまとめて管理します。管理者は、WLCで設定を1回変更するだけで、つながっている全APに反映できます。

利用者が移動して接続先のAPが変わるときの切り替え（ローミング）も、WLCがまとめて制御します。WLCが全APの電波の状況を見て切り替えるので、自律型APより途切れにくくなります。

無線LANの第2層の処理をAPとWLCで分担する構成を、Split MACと呼びます。無線LANの存在を周囲に知らせるビーコンの送信のように、すぐに応答する必要がある処理はAPが行い、端末の接続受け付けや認証の処理はWLCが行います。このとき、無線のフレームはAPでCAPWAPに包まれ、WLCまで運ばれます。この分担は、RFC 5415の1章とRFC 5416の2.2節に書かれています。

これに対して、第2層の処理の大部分をAP側で行う構成をLocal MACと呼びます。Local MACでは、データをAPの場所でそのまま流すこともできます。名前は似ていますが、Local MACは、後で説明するCiscoの「ローカルモード」とは別のものです。

WLCとAPの間は、CAPWAP（Control And Provisioning of Wireless Access Points）というプロトコルのトンネルで結ばれます。規格はRFC 5415で定義されています。

CAPWAPのトンネルには2種類あります。制御トンネルは、WLCがAPへ設定を配るためなどに使います。データトンネルは、無線区間のデータを運びます。

RFC 5415は、この2つを別々の通信路として定義しています。どちらもUDPで運ばれ、WLC側のポート番号が分かれています。制御トンネルはUDP 5246番、データトンネルはUDP 5247番です。

WLCを使う集中管理型には、APの動作モードがいくつかあります。代表的な2つが、ローカルモードとフレックスコネクトモードです。

ローカルモードは、データもWLCまでトンネルで運ぶモードです。利用者が送ったデータは、いったんWLCまで運ばれてから社内LANへ出ます。WLCと同じ建物や、WLCまで十分な帯域でつながった場所に向いています。

フレックスコネクトモードは、データをAPが置かれた場所のスイッチへ直接流せるモードです。この場合、WLCとの間を通るのは制御トンネルだけになります。WAN回線を挟んで離れた支社・店舗でよく使われます。どのデータを現地で流し、どのデータをWLCへ送るかは、WLANごとに決められます。

Ciscoの技術資料は、フレックスコネクトモードのAPの状態を2つに分けています。WLCとの制御の通信が動いている状態が接続状態（connected mode）で、WLCに届かなくなった状態がスタンドアロン状態（standalone mode）です。この状態でも、データを現地で流すWLANは、最後に受け取った設定のまま動作を続けられます。データをWLCへ送るWLANは止まります。

クラウド管理型は、WLCにあたる管理機能を、自社の拠点ではなくクラウド上に置く方式です。APは、インターネット経由でクラウド上の管理機能と通信します。自社の拠点にWLCの機器を置かずに済むので、拠点ごとに専門の担当者を置きにくい場合に向くとされます。

複数の拠点を1つの管理画面からまとめて見られる点も特徴です。画面や用語はメーカーによって変わるので、設定画面の操作方法の説明は省きます。

4つの方式は、どれが優れているという関係ではありません。AP台数と拠点の分かれ方で、向く方式が変わります。次の表は、よく挙げられる目安です。

APが数台で足りるうちは、自律型で十分なことが多く、WLCを導入する手間のほうが大きくなりがちです。APの台数が増えるほど、集中管理型で設定を1か所にまとめるメリットが大きくなります。何台から切り替えるかに決まった基準はなく、拠点の数や運用の体制でも変わります。

本社と支社の間にWAN回線を挟む構成では、ローカルモードだとデータまでWAN経由で運ぶので、WAN回線を圧迫しやすくなります。この場合は、データを現地で流せるフレックスコネクトモードが向いています。

SDNは、ルータやスイッチで経路を決める機能（コントロールプレーン）を、SDNコントローラ1か所に集める考え方です。無線LANの集中管理型も、管理機能をWLC1か所に集める点は同じ発想です。

違いは対象です。SDNは有線のルータ・スイッチの転送の決め方を対象にし、無線LANの集中管理型はAP固有の設定（SSID・暗号化・チャンネルなど）を対象にします。WLCは、OpenFlowでフローテーブルを書き換えるSDNコントローラとは、別の仕組みです。