いまさら聞けない!「無線LANコントローラ」とは何?
~誕生の裏話から見えてくる真実

 2022年7月14日

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オフィスや店舗、教室などで複数台の無線LANアクセスポイントを設置する際には、「無線LANコントローラ(WLC/WLANコントローラ)の導入が必須」というのが、一般的な“常識”です。

一方、この無線LANコントローラは「ハードウェアやライセンスのコスト」「冗長化への対応」「設置場所」さらには「将来の拡張に備えてどのクラスの機種を導入すべきか」など、初期に検討すること / わかりづらいことが非常に多くあり、「無線LAN導入時の悩みの種」になっているのも事実です。

そこで今回は、この無線LANコントローラは「いったいどのような経緯で誕生したのか?」「なぜ必須と言われるようになったのか?」さらには「必須とされる常識は、果たして現時点でも正解なのか?」といった皆様の疑問に対して、Sanko IBが独自に調査した開発当時の裏話を交えて「いまさら聞けない!無線LANコントローラとは何?~誕生の裏話から見えてくる真実」と題して、解説します。

1. 無線LANコントローラ(WLC / WLANコントローラ)とは何か?

無線LANコントローラ(WLC / WLANコントローラ)とは、オフィスや店舗、学校などで多数の無線LANアクセスポイント(以下、AP)を利用する際に、複数のAPを統合管理する装置です。

無線LANコントローラは司令塔として、各APの「電波の強度」、「最適なチャネルの設定」、「ローミング」の調整などを行います。いまから20年ほど前に発明されたこの無線LANコントローラは、いまでは「複数のAPを導入する際には、導入が必須」な構成要素とされています。

無線LANコントローラの役割イメージ

無線LANコントーラはサーバ型が典型的ですが、そのほかにもクラウド型やAP内蔵型、LANスイッチのモジュールに実装されているものなど、メーカーごとにさまざまな提供方法があります。

2. 無線LANコントローラの種類と特徴(メリット/デメリット)

前述の通り、無線LANコントローラにはメーカーによってさまざまな提供形態があり、それがわかりにくさを助長しています。まずは簡単に、無線LANコントローラの種類と特徴(メリット/デメリット)を解説します。

オンプレミス型

  • ハードウェア型のコントローラ
  • 複数のAPをコントローラで一括管理
  • コストや管理負荷が高く、二重化が必要
  • ライセンスが必要
  • 導入前にサーバやライセンスの規模を決める必要があるため、中長期的な拡張計画が求められる
オンプレミス型

AP内蔵型(仮想化コントローラ型)

  • APに内蔵された小型コントローラ
  • APがコントローラを内蔵することで単体でも動作する形態
  • ライセンスは不要(なものが多い)
  • 管理できるAP数に制限があり、管理に関しては拠点ごととなるため、小規模ネットワーク構築向け
内蔵コントローラ型

パブリッククラウド自社占有型

  • パブリッククラウドに置かれた自社占有コントローラ
  • ライセンスが必要
  • クラウド契約、VPNやルータの維持管理が増えるため運用コストがかさみがち
パブリッククラウド自社占有型

サービス事業者クラウドサービス

  • パブリッククラウドに置かれた共同型コントローラ
  • ライセンスが必要
  • クラウド経由でクラウド上のコントローラにアクセスし、AP監視、設定変更、バージョンアップなどの一元管理が可能
  • オンプレミス型の従来の無線LANシステムと比べ、導入コストを大幅に抑えて、比較的容易に導入可能
  • サービス事業者が運用・管理するため、APのOSが強制的に更新されることがある
クラウドに置かれた共同型コントローラ

3. Airespace社によるLWAPPと無線LANコントローラの発明

では、この無線LANコントーラはいつ、どのように誕生したのでしょうか?

無線LAN製品の黎明期である2000年頃までは、各APが単体で動作する方式(自律型)のみで、多数のAPの電波強度やチャネルを最適化し、クライアントが移動する場合の接続APの切り替え(ローミング)を行うことができませんでした。

そのような自律型APの課題を解決し、複数のAPを制御するためにAirespace社によって開発されたのが、無線LANコントローラです。

Aerohive社のSEによるプレゼン資料

▲ Aerohive社のSEが2010年に作成した「WLAN2.0 The Death of the controller」より
「無線LAN2.0 コントローラの死」という大胆なタイトルです
出典:https://www.slideshare.net/ppuichaud/aerohive-the-death-of-the-controller

無線LANコントローラは、2000年初頭に米Airespace社が提唱・開発した「LWAPP(Lightweight Access Point Protocol)」(複数のAPを一度に制御するためのプロトコル)が基になっています。その後、RFC 5412として標準化され、このLWAPPが無線LANコントローラの発明の中心的な技術となっています。(余談ですが、CAPWAP:無線LANコントローラとAPとの間で通信制御をおこなうためのプロトコルは、LWAPPの系譜のもと開発され、RFC 5415として標準化されています)。

その後、Airespace社は世界初の無線LANコントローラの製品化を行い、販売を開始。これにより各APのチャネルや電波強度の調整やローミングなどが円滑に行えるようになり、日本でも無線IP電話の実用化や、携帯電話と無線IP電話の両機能を備えたDualフォンを支える基盤としても、広く普及しました。

Aerohive社のSEによるプレゼンテーション

出典:同上の資料

2005年には米シスコシステムズ社がAirespace社を買収。この仕組みはシスコの無線LAN製品である「Aironet(エアロネット)」に組み込まれ、同社の無線LAN製品ビジネスの発展に大きく貢献しました。

他社無線LANベンダーもこの無線LANコントローラを製品化し、無線LAN市場は急成長していきました。

4. 無線LANコントローラ誕生の裏話

こうして見ると、この無線LANコントーラの発明は、無線LANの運用・管理にとって理想的な姿のように思えます。しかし、実はそうではありません。

Airespace社は当初、「複数のAPを効率的に制御するためにAP自体に相互制御ソフトウェアを組み込み、それぞれのAP間で制御し合うことが最良のアーキテクチャーである」と考えていました。

しかしながら2000年台前半において、APにソフトウェアを実装するために必要な性能を持つCPUやメモリはとてつもなく高額であり、この方法での製品化を断念せざるを得なかったのです。

コントローラができるまで

これを裏付ける映像(YouTube)やコメントが残っています。

下記はAirespace社の創業者の1人であるボブ・オーハラ氏の映像とその中でのコメントの抜粋です。
ボブ・オーハラ氏はAirespace社がシスコシステムズに買収されたあとシスコシステムズで活躍しました。2008年にシスコシステムズを引退した後はAerohive社のアドバイザリーボードにも参画した時期がありました。 この映像は2011年3月17日のWireless Field Day 1というイベントでAerohive社のプレゼンテーションの一部として収録されたものです。

ボブ・オーハラ(Bob O'Hara)

IEEE 802.11メンバー(1992年~2008年)Technical Editor, Task group Chair
802.11のスタンダードを発案
IEEE 802.11 Handbook:a designer's companionの作者(1999年12月)
無線LANコントローラを発明したAirespace社創業者のうちの1人

But from my point of view the actual physical implementation and separation of functions in our system was a strictly economic decision. we had no ability to put greater processing power in the access points because it they would become prohibitively expensive.

しかし、私の考えとしては、我々が構想したシステムにおいて、実際のハードウェアへの実装の仕方(無線LANコントローラを開発したこと)や、様々な無線LAN管理機能をAPと無線LANコントローラに分けることは、完全に(ビジネス面で成功させるためにコストを抑えるという)経済的な面だけを優先させた意思決定だったのです。 (当時のハードウェアの価格と性能の前提では、当初構想した機能をAP側に実装しようとすると)APはとてつもなく高価になるため、多くの機能や処理能力を備えたAPを開発することができませんでした。

出典:Stephen Foskett氏 YouTubeより抜粋 / 翻訳:Sanko IB

こうして製品化されたAirespace社の無線LANコントローラ+APのビジネスは大成功し、エンタープライズ用の無線LANは無線LANコントローラを導入して構築することが業界における「常識」となりました。

しかし、無線LANコントローラは理想的な姿では決してなく、当時の状況では理想とするものの実現が難しく、ビジネス化のためにこの方式を採用せざるを得なかった、まさしく苦渋の決断の末の製品化と言えるのです。

5. Airespace社が本当に作りたかった無線LANの理想の姿とは

では、Airespace社が本当に作りたかった、理想的な無線LANとはどのようなものなのでしょうか。

前述の通り、当初Airespace社が検討していたのは「複数のAPを制御するコントローラを必要としない、AP自体が独立し、協調制御を行うシンプルなもの」でした。

APの中にも、クラウド上にもどこにもコントローラが存在しない、いわゆる分散協調型=「完全コントローラレス」なクラウド型無線LANです。

この完全コントローラレスの無線LANは、2006年に創業したAerohive社により、実現します。

Aerohive社のSEによるプレゼン資料

Aerohive社のSEによるプレゼン資料「WLAN2.0 The death of the controller」(2010年)
“コントローラの死“というインパクトのあるタイトルです
出典:同上の資料

ここで再びボブ・オーハラ氏について書かれた「WiFi PLANET」というブログのコメントをご紹介します。
この中にボブ・オーハラ氏がAerohive社のアドバイザリーボードに参画した時のエピソードがあります。

One of the engineers I’d worked with at Airespace put me in touch with Aerohive, and [my advisory board involvement] grew from there,” said O’Hara. “Aerohive is solving many of the same problems that we tried to solve at Airespace 7 years ago, but they’re using a fully distributed cooperative approach rather than the centralized approach we used at Airespace. I joined Aerohive’s board because I wanted to see how we could do it all over again, but better and differently than we did before.

Airespace社時代のエンジニアの同僚が、私にAerohiveを紹介してくれたことがきっかけで、私はAerohive社のアドバイザリーボードに参画することになりました」とO’Hara氏は述べています。 「Aerohive社は、7年前に私がAirespace社で解決しようとしたのと同じ数多くの問題点を解決していましたが、当時Airespace社で採用した集中管理型の無線LANコントローラではなく、完全な分散協調型アプローチを採用していました。
Aerohiveの取締役会に参加したのは、Airespace社時代に成し遂げられなかったことを、どうすれば実現できるのかをこの目で見てみたかったからです。Aerohiveはそれを全く違ったより良い方法で見事に実現していました。

出典:WiFi PLANETより抜粋 / 翻訳:Sanko IB

Aerohive社が成し遂げた分散協調型アプローチ=完全コントローラレスはボブ・オーハラ氏にとって理想的な無線LANの制御方式であったことがはっきりと読み取れます。

6. 実現した「完全コントローラレス」クラウド対応無線LAN

Airespace社が理想とし、Aerohive社が実現させた「完全コントローラレス クラウド対応無線LAN」とは、一体どのようなものなのでしょうか。

一般的なコントローラ型の無線LANは、コントローラが司令塔となり、各APの「電波の強度」、「最適なチャネルの設定」、「ローミング」の調整などを行います。そのため、コントローラにトラフィックが集中し、ボトルネックが発生します。

それに対し完全コントローラレス型は、AP同士が自律的にそれぞれの状況を理解し合い、チャネルと送信パワーの自動チューニングを行います。そのため万が一、クラウドやWANに障害が起きても、無線LAN利用には影響が出ることがない仕組みです。

アーキテクチャイメージ

完全コントローラレス型無線LANの特長としては、

  1. トラブルが起きにくい
  2. 短期導入の実現
  3. 生産性の向上

という3点が挙げられます。

1. トラブルが起きにくい

コントローラ型の無線LANは、コントローラによる一括管理体制。万が一、コントローラに不具合が起きた場合やネットワーク障害によってコントローラとAP間の通信が途絶えた場合、現場APへの影響は避けられず、リスク回避のためにはコントローラ自体の冗長化が必須です。それに対し、完全コントローラレス型の場合、トラブルは故障したAPだけに留まるため、システムリスクは最小です。

2. 短期導入の実現

コントローラ型の無線LANを導入する際は、サーバスペック検討、機能ライセンスの選定、将来を見込んだ購入ライセンス数の決定、冗長構成、設置場所、設定のためのSEの確保、納期調整、保守契約と体制構築といった多大な工数と期間が必要です。それに対し、完全コントローラレス型はAP×N(必要な台数)のみの非常にシンプルな構成ですので、期間およびコストの大幅な削減、短期導入が実現します。

3. 生産性の向上

完全コントローラレス型は、AP故障時の物理的な交換を除く設定・保守作業を、ネットワーク管理システムによりすべてリモートから実施することが可能です。情報システム部門管理者のトラブル対応に割かれる時間を大幅に削減することで、社内の生産性向上にも大きく貢献します。

7. 完全コントローラレス無線LANの今

Aerohive社は2019年8月9日にExtreme Networks社によって買収されました。Aerohive社が作り上げた理想的な完全コントローラレスの無線LANは現在、Extreme Networks 社から提供されています。

2020ベストプロダクトアワーを受賞
Networking全分野にてExtremeCloudIQが
2020ベストプロダクトアワーを受賞
エッジコンピューティング100のトップ25
エッジコンピューティング100の
トップ25ベンダーに進出

 

Extreme Networks 社から提供されている完全コントローラレス無線LANアクセスポイント

ATOM AP30

ATOM AP30

AP302W

AP302W

AP305C

AP305C

AP410C

AP410C

AP510C(AP650)

AP510C(AP650)

AP460C

AP460C

8. まとめ

いかがでしょうか。無線LANコントローラはどのように誕生したのか。開発当時の経緯を知ることで、「必須」と思われている常識が、必ずしも理想的な姿ではないことがご理解いただけたのではないでしょうか。
開発当時は難しかった理想の姿を実現したAerohive社の経営に、ボブ・オーハラ氏がアドバイザーとして参画していたことは、とても興味深い事実です。

現在では、無線LANの構築に無線LANコントローラはもはや必須ではありません。Aerohive社が実現した完全コントーラレスのテクノロジーはExtreme Networks社の製品として受け継がれ、貴社でもすぐに導入・活用いただけます。

この記事が、皆様の理想的な無線LAN利活用の実現に、お役に立てれば嬉しく思います。

こちらから、今回のお話をまとめた資料のダウンロードが可能です。ぜひ社内での検討にご活用ください。
また不明点やご質問、デモのご要望などがございましたら、当社までお気軽にお問い合わせください。

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