無線LANの解説(基本情報技術者シラバス用語)

目次

無線LANとは

無線LANとは、電波や赤外線などのワイヤレス通信技術を利用して、パソコンやスマートフォンなどの機器をケーブルなしでネットワークに接続する仕組みのことです。ケーブルの配線が不要なため、部屋の中を自由に移動しながらインターネットを利用できるのが大きなメリットです。

無線LANの国際的な標準規格は「IEEE 802.11」シリーズとして定められています。この規格に基づいて作られた機器同士が正しく接続できることを保証するブランド名(商標)が「Wi-Fi(ワイファイ)」です。今日では、ほぼすべての無線LAN機器がWi-Fi規格に準拠しているため、「無線LAN」と「Wi-Fi」はほぼ同じ意味の言葉として使われています。

具体例

カフェや空港などで提供されている「フリーWi-Fi(無料公衆無線LAN)」のサービスを利用するシーンを考えてみましょう。

  • 店内に設置されたアクセスポイント(子機からの電波を受け取る機械)から電波が飛んでいます。
  • 手持ちのスマートフォンやノートパソコンのWi-Fi設定画面を開き、指定されたネットワーク名(SSID)を選択して接続します。
  • これにより、LANケーブルを一切つなぐことなく、席に座ったままウェブサイトを閲覧したり動画を視聴したりすることができます。

もう少し詳しく

無線LANは、空気中を伝わる電波を利用してデータ通信を行います。有線LANとは異なり、同一の電波到達範囲内で複数の機器が通信するため、データの衝突を回避する制御方式として「CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance:搬送波感知多重アクセス/衝突回避)」方式が用いられます。これは有線LANのCSMA/CDが「衝突を検出してから対処する」のに対し、無線LANでは「他の通信が行われていないことを確認した後、さらにランダムな時間待ってから送信する」ことで、極力衝突を「回避」する仕組みになっています。

無線LANで利用される周波数帯には、主に「2.4GHz帯」と「5GHz帯」(および近年追加された「6GHz帯」)があり、それぞれ性質が異なります。2.4GHz帯は障害物に強く電波が遠くまで届きやすいですが、電子レンジやBluetoothなど多くの機器も同じ周波数帯を使用しているため電波干渉を受けやすいというデメリットがあります。一方、5GHz帯は無線LAN専用の帯域であるため干渉が少なく高速通信が可能ですが、障害物に弱く壁や階層を挟むと電波が減衰しやすいという特徴があります。

また、空間に電波を放射するため、有線LANに比べて情報の盗聴や不正侵入のリスクが非常に高いという課題があります。これを防ぐため、通信内容を暗号化するセキュリティ技術が発展してきました。過去には「WEP」という強度の弱い規格が使われていましたが、解読が容易になってしまったため、現在は「WPA2」や、より強固な最新の「WPA3」が使われています。セキュリティ方式として、事前共有鍵(パスフレーズ)を用いた「WPA-Personal」や、認証サーバーを用いた企業向けの「WPA-Enterprise」が提供されています。

試験でのポイント

無線LANにおける最重要の出題ポイントは、データ衝突回避方式である「CSMA/CA」です。有線LANの「CSMA/CD」との違い(衝突の『検出』と『回避』)を問う問題が非常によく出題されます。

さらに、セキュリティ対策についての知識も頻出です。脆弱性が見つかり使用すべきではない規格(WEP)と、現在推奨されている強固な規格(WPA2、WPA3)、および暗号化アルゴリズム(AES)の組み合わせについて正確に覚える必要があります。また、アクセスポイントの隠蔽を行う「SSIDステルス」や、接続できる機器を制限する「MACアドレスフィルタリング」の機能についても、その有効性と限界を含めて出題されます。周波数帯(2.4GHzと5GHz)の特性の違いについても整理しておきましょう。

関連する用語

無線LANの関連用語には、無線規格を保証する「Wi-Fi」、衝突回避の仕組みである「CSMA/CA方式」、接続先を識別する「SSID」、最新の暗号化セキュリティ規格「WPA3」、電波の発信源である「アクセスポイント」、接続可能な機器を物理アドレスで制限する「MACアドレスフィルタリング」などがあります。

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