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かおりしもとり
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1 学術情報処理研究 No pp LAN Renovation of A Wireless LAN System using A Virtual Computing Platform,, Takeshi Sakurada, Kazuhiro Mishima, Yoichi Hagiwara take-s@cc.tuat.ac.jp, three@cc.tuat.ac.jp, hagi@cc.tuat.ac.jp Information Media Center, Tokyo University of Agriculture and Technology LAN LAN LAN LAN,, 1 LAN 1998 LAN LAN 2013 LAN LAN LAN 2 LAN 2.1 LAN LAN 1998 LAN NEC Octpower R8100 LAN LAN LAN DS-SS CSMA/CA 2Mbps 11Mbps

2 802.11b LAN b LAN Buffalo WLA-L11 [1] 128bitWEP g Buffalo Web Perl ping 1 15 Buffalo a 2010 Buffalo BN-ADT Buffalo 100 Wi-Fi 2.4GHz WAPM-APG300N[2] LAN SSID WEP Opengate[3][4] Web MAC Web Web LAN Opengate Java Javascript LAN LAN Web Web 2.2 LAN LAN

3 LAN 2.4GHz LAN ( ) VLAN LAN LAN Cisco Aironet Cisco Aironet 3500 Cisco GHz 5GHz 5GHz LAN 3.2 LAN Web 802.1x Web 802.1x x x Web eduroam eduroam 802.1x 802.1x VLAN IP LAN eduroam

4 x radius radius LAN Cisco ISE(Identity Services Engine) radius (Cisco WLC: Cisco Wireless LAN Controller) Cisco MSE(Cisco Mobility Services Engine) MSE - 1 (AX6708) CiscoUCS B B200-M2 (Intel Xeon 5600(8 coes) x 2/ Memory 48GB)1 Vmware ESXi 5.5 B 20Gbps Cisco Aironet Aironet 3500 Aironet 2600 WLC CAPWAP WLC IP VLAN ESSID WLC WLC WLC 1Gbps 8 8Gbps WLC LAN WLC 8Gbps 4Gbps RadiusRd1 Radius Linux FreeRadius RadiusRd2 eduroam Radius Linux

5 - 1: FreeRadius eduroam eduroam JP RadiusRd3 Radius Lnux FreeRadius ID VyattaR1 LAN Vyatta Core 6.6 iptables IPv4 NAPT(Network Address and Port Translation) VyattaR2 eduroam Vyatta Core 6.6 iptables IPv4 NAPT RouterR3 Linux iptables NAPT DNS1 LAN DNS Linux BIND cisco-capwap-controller WLC DNS2 DNS Linux BIND dhcpd1 LAN IP DNS DNS1 Cisco ISE Web LAN Cisco Identity Services Engine Cisco NCS(PI) WLC MSE Cisco Prime Network Control System(Cisco Prime Infrastructure) x OS (Windows 7/8 MacOS Android ios) - 2 LAN - 3 Cisco ISE

カウントを発行する発行したアカウントのステータス 60GB+80GB+80GB の構成となっているディスクをは発行者が一覧で確認できるようになっている (図- 4) 追加した後にコマンドで既存の領域にマージすることになるがこのコマンドの動作を確認してみたところ追加の 80GB はあらかじめ決められた割合で各領域に割り振られてマージされることが分かったこのため足

1x 認証ではなく Cisco ISE を使った Web 認証であるが初回ログイン時に画面上に注意画面を出す際にマニュアルでは HTML による表示ができるとあったが実際にはできずプレーンテキストによる表示だけであるこの点に関してはメーカーにフィードバックしているが未だ修正はできていないようである大雨の影響で屋内に設置したアクセスポイントが構図- 2: 簡易接続マニュアル

1 運用状況本システムへ刷新してからこれまでに停電が 2 日あったがそれ以外は全体として安定して動作している状況であるアクセスポイントは初期不良と思われるものが１台あっただけでそれ以降は故障は発生していない無線 LAN に接続しているクライアント数は一日の中で変動はあるが平日で講義がある場合接続が多い時間帯で 1100 デバイスが 802.

6 カウントを発行する発行したアカウントのステータス 60GB+80GB+80GB の構成となっているディスクをは発行者が一覧で確認できるようになっている (図- 4) 追加した後にコマンドで既存の領域にマージすることになるがこのコマンドの動作を確認してみたところ追加の 80GB はあらかじめ決められた割合で各領域に割り振られてマージされることが分かったこのため足りなくなるワーク領域とログ領域にはディスクを追加しても十分に割り当てが行われないことが分かったゲストだけは 802.1x 認証ではなく Cisco ISE を使った Web 認証であるが初回ログイン時に画面上に注意画面を出す際にマニュアルでは HTML による表示ができるとあったが実際にはできずプレーンテキストによる表示だけであるこの点に関してはメーカーにフィードバックしているが未だ修正はできていないようである大雨の影響で屋内に設置したアクセスポイントが構図- 2: 簡易接続マニュアル築中に建物の雨漏りにより大量の水をかぶり故障するということがあったこのため同様な影響が出そうな場所をさけるため当初予定の位置よりもすこしずらして設置する箇所もあった新無線 LAN システムの運用と増 4 図- 3: 無線 LAN 利用可能と表示のステッカー設計画 4.1 運用状況本システムへ刷新してからこれまでに停電が 2 日あったがそれ以外は全体として安定して動作している状況であるアクセスポイントは初期不良と思われるものが１台あっただけでそれ以降は故障は発生していない無線 LAN に接続しているクライアント数は一日の中で変動はあるが平日で講義がある場合接続が多い時間帯で 1100 デバイスが 802.1x 認証して接続している (未図- 4: ゲストアカウント発行用画面 3.4 認証も含めると 1145 デバイス程度) 図- 5 は 2014 年 6 月 2 日 13:00 頃 6 月 3 日 13:00 頃までの 1 日の変化を示したものである講義開始の 8 時 45 分前頃から無線 LAN 接続数が急上昇しているのが分かる一度無線構築での問題点当初アクセスポイントへの IP アドレス配布は WLC LAN 接続の設定をしているスマートフォンは無線 LAN エリア内に入ると自動的に接続するため大学への登校で行う予定であったがその場合 WLC に付けるメインと一致して利用者が増えているのが分かる接続していの IP アドレスのセグメントとアクセスポイントのセグるプロトコルは n の 2.4GHz が 51% n のメントが同一でなければならないため DHCP サーバ 5GHz が 48%であり残りが a と g であっを別途用意することとなったた b での接続はほとんどなかったクライアン Cisco NCS は起動までに 10 分以上要するため最初ハングアップしたかと勘違いし強制的に何度か再起動させてしまったまた NCS は推奨値に合わせてディストあたりのスループットは 2014 年 6 月中旬の時点でダクを確保したにも関わらずディスクフルが近いとの警年 10 月 22 日の運用開始から 2014 年 5 月 31 日までに告を出したため最初は 60GB で確保していたディスクのべ 1186 回であったまた電波のクリーン度を示すにさらに 80GB を追加したしかししばらくするとま指標の Cisco CleanAir の指標では 99%程度の水準を維ウンストリームで 18Mbps 前後アップストリームは 5Mbps 程度であったゲストアカウントの利用は 2013 た警告を出したため現在はさらに 80GB を追加した

7 - 1: ESSID tuatnet eduroam guestnet a/b/g/n (2.4G/5GHz) 802.1x(WPA2-Enterprise) AES PEAP/MSCHAPv2 Web ID/PW LAN( ) eduroam ( ) IP IPv4(NAT)/IPv6(Global) IPv4(NAT)/IPv6(Global) IPv4(NAT) LAN eduroam ( ) ( ) DNS Google Public DNS eduroam( LAN ) ID ID eduroam (Web ) CPU 10.9% 35.4% 968Mbps 2552Mbps LAN Cisco NCS Cisco ISE CPU 4.2 PoE WLC MSE LAN (Lightweight ) (Autonomous ) 1 LAN PC Ekahau Heatmapper - 6 LED

8 - 5: 24 PoE LAN PC Panasonic Let s Note - 7-6: - 7: 20 5 LAN LAN GHz 5GHz LAN 2.4GHz LAN CAPWAP

サーバ類の仮想化は既に他でも行っているため特に今回増設を行ってもアクセスポイントは全キャンパス問題とはならなかった今回のシステム構築の特徴の１をカバーしきれてはいないため耐震工事などが行わつとして仮想化基盤上に無線 LAN のバックボーンネッれる建物に関しては無線 LAN アクセスポイントの購トワークを構築したことが挙げられるが運用状況で示

9 サーバ類の仮想化は既に他でも行っているため特に今回増設を行ってもアクセスポイントは全キャンパス問題とはならなかった今回のシステム構築の特徴の１をカバーしきれてはいないため耐震工事などが行わつとして仮想化基盤上に無線 LAN のバックボーンネッれる建物に関しては無線 LAN アクセスポイントの購トワークを構築したことが挙げられるが運用状況で示入と設置を計画するようお願いをしているまた今後した通り iptables を利用しても 2Gbps を超えるスルーは現在ハードウェアアプライアンスとなっている WLC プットで動作しており仮想化基盤上で無線 LAN ネットや MSE を時期をみて仮想化し冗長化を含めたフレキワークのバックボーンを構築してもパフォーマンス的にシブルな運用を行っていきたいと考えている問題無いことが分かった 7 6 今後の課題おわりに本論文では仮想化基盤を積極的に活用したキャンパ今回刷新したシステム内の Cisco MSE では図- 8 のよス無線 LAN 基盤の刷新について述べた本システムはうにクライアント端末の位置を算出可能し Cisco NCS 無線 LAN システムの構成に必要なサーバだけでなく上のマップに表示可能であるしかしながらこれはリアネットワークルータも仮想化基盤上に配置することでルタイムに更新されるだけで時系列変化を見ることがハードウェアの調達保守コストを下げることができできない現在は昼休みになるとクライアント端末がた設計時には仮想化基盤上で無線 LAN ネットワーク大学生協などに多く移動し昼休みが終わる頃には講のバックボーンを構築した際のソフトウェアルータの性義棟に戻っていく様子をリアルタイムにシステム上で能が出るかが不安な点であったが本論文で示したよう確認できるだけである今後はこれらの情報を保存しに仮想化基盤側の性能が十分であったため全く問題な時系列でクライアント端末の移動を可視化できるようく動作しているハードウェアで用意するよりもインタにしていく必要があるこれを行うことで学生の行動状フェースの追加や削除も簡単に行えるためネットワー況が視覚化できるためキャンパスファシリティの改善クの構成変更なども比較的簡単に行えるので便利であ等に役立てることができると考えられるるその他の仮想化したサーバについても 2013 年 10 月の運用開始から本論文執筆時 (2014 年 6 月現在) において問題は無く動作し無線 LAN 環境を提供できている現在は保守の外部委託を考えネットワーク毎にルータを用意する構成をとっているが将来は Openflow を用いてこれを集約化していきたいと考えている構築中に Openflow でのテストは行っていたがキャンパスネットワーク側で Openflow の対応が無ければ管理が煩雑となるだけであるため本システムの設計では事前実験は行ったが採用を見送った経緯がある将来外部ネットワークが Openflow に対応してきたところで見直しを行いたい今後はクライアント位置情報をより活用するための仕組みを構築しキャンパスファシリティの改善に役立てられるようにしたいと考えている参考文献図- 8: クライアントの位置算出 [1] 篠宮俊輔, 萩原洋一: 大学キャンパス無線アクセスシステムの構築, 情報処理学会研究報告, DSM [分散システム/インターネット運用技術], 情報処理学また Cisco ISE と Cisco NCS を組み合わせることで MAC アドレス等からクライアントの種別を識別可能であるためスマートフォンの機種別割合やノート PC の利用率などを調べ情報機器の活用状況なども調査し教育環境の改善等に生かすことを考えている会 Vol.50, pp.7-12 (2001). [2] 株式会社バッファロー WAPM-APG300N 製品情報 (2014 現在):

10 [3],,, :,, Vol.42, No.12, pp (2001). [4],,,,, : Java Servlet,, No.9, pp (2005)

大学表紙.PS

大学表紙.PS Wi-Fi LAN A Campus-wide Wireless LAN System in Kagoshima University Shared with Telecommunication Carriers Masato MASUYA, Koichi SHIMOZONO, Itaru TAKAHASHI, Syunsei AIBA, Tomonori KAWAHARA, Tamotsu FURUYA,