クライアントバランシング
このドキュメントは原文を 2025年7月17日で翻訳したものです。
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概要
クライアントバランシングは、デバイスが最適なアクセスポイント(AP)に接続するように誘導することを目的としています。クライアントが混雑しているAPに接続しようとすると、そのAPは接続を拒否し、クライアントはより使用率の低いAPが見つかるまで別のAPに接続しようとします。
クライアントバランシングはデフォルトでは有効になっていません。クライアントやアプリケーションによっては、クライアントバランシングが有効な場合に拒否を適切に処理できないことがあります。そのため、クライアントバランシングは、特定のクライアントやアプリケーションとの互換性を十分に評価・検証した上で有効化することを推奨します。
ファームウェアバージョンやクライアントの種類によっては、APが接続を拒否する際に、最も負荷の低いAPに関する情報を提供し、クライアントが次の試行でそのAPに接続できる可能性を高めます。クライアントがすでに接続されている場合、APはより多くのリソースを持つ別のAPへ移動するように助言することもあります。
アルゴリズムの動作詳細については、MR 29.X以降のファームウェアにおけるクライアントバランシングの挙動 または MR 29.X以前のファームウェアにおけるクライアントバランシングの挙動 のセクションをご参照ください。
クライアントバランシングは MR 25.X 以降のファームウェアで利用可能であり、RFプロファイルではデフォルトで無効になっています。AP Steering という名称で最初に導入されました。
MR 29.X以前のファームウェアにおけるクライアントバランシングの挙動
メトリクス
最適なクライアントとAPのマッチングを確実に行うため、各APはいくつかのメトリクスを収集します。RF環境のメトリクスや、APが受信したワイヤレスクライアント情報などが要素となります。これらの測定値はリアルタイムで取得され、Merakiネットワーク内の近隣AP間で共有されます。
情報のやり取り
各APは、関連・非関連問わずクライアントのメトリクスを保存するローカルデータベースを持っています。この情報は、暗号化されたペイロードのブロードキャストメッセージによってLAN内の各AP間で共有されます。このメッセージの暗号化はMerakiクラウドによって動的に構成・保護されています。
注: この情報のブロードキャストフレームはUDPポート61111を使用し、LANインフラ経由で送信されます。
同一LANセグメント上のAPは、クライアントバランシングに必要な情報を自動的に送信・学習します。この機能は、通常同じLANセグメント上にある近隣AP向けに設計されています(例:フロアや建物全体が共通の管理VLANを共有)。クライアントバランシング情報がブロードキャストで送信されるため、既存のネットワーク分離によってクライアントバランシングのインテリジェンスが適切な範囲内に保たれます。
注: この機能はAP間通信に依存するため、管理者はAP間通信が許可され、ポート分離が無効になっていることを確認してください。
警告: 同じMerakiダッシュボードネットワーク内で複数の管理VLANを使用する場合、正しくプルーニングされていることを確認してください。APは、到着するVLANに関係なくUDP 61111トラフィックを認識するため、誤った負荷分散メトリクスを避ける必要があります。
クライアント測定
各APは、近隣クライアントから送信される管理トラフィックのRSSIを測定します。Meraki RSSIはノイズフロアとクライアント信号強度を組み合わせた値で、MRモデル間で正規化されています。各アクセスポイントはクライアントの測定値をローカルデータベースに記録し、近隣APにも情報を配布します。テーブルはリアルタイムで更新され、APはステアリング判断を迅速に行うことができます。
負荷測定
各APの現在の負荷も近隣APと共有されます。負荷メトリクスは、そのAPに接続されているクライアント数で定義されます。この負荷メトリクスにより、クライアント接続のためのより良いAPを判断します。
分散インテリジェンス
クライアントバランシングはクラウドとの連携なしで動作し、以下で説明する堅牢な機能を活用してステアリング判断を行います。
クライアントごとのAPリソースグループ
Meraki APは各クライアントに対してAPリソースグループを作成します。リソースグループは、ネットワーク内のすべてのAPが必ずしもクライアントの次の接続先に適しているわけではないという考えに基づいています。そのため、複数のAPが特定のワイヤレスクライアントを30dB以上で検知した場合、それらのAPがそのクライアントのリソースグループとなります。負荷アルゴリズムは、クライアントリソースグループ内のAPの負荷を均等化するように試みます。
注: いずれのAPもRSSIが30以上でクライアントを検知できない場合、そのクライアントはステアリングされません。
VoWiFi/VoIP向けロームスルー
VoIPやビデオコラボレーションなどのリアルタイムアプリケーションを利用しているクライアントは、ファストローミング技術を使ってAP間を移動します。例えば、Meraki MRアクセスポイントが Reassociation フレームを検知することでこのローミングを感知した場合、最適なAPが他に存在していたとしても、これらのアプリケーションのローミング遅延を最小限に抑えるため、クライアントの接続を許可します。
SSID認識
クライアントバランシングは、特定のAPリソースグループ内のAPを検討する際、AP上で設定されているSSIDに対するクライアントからのダイレクトプローブリクエストのみを解析します。この動作により、SSID可用性機能が有効な場合や特定のAPでラジオが無効な場合でも、クライアントバランシングは最適な判断を継続します。
スリーピングクライアント検出は、積極的にローミングしていないが物理的に移動しているモバイルクライアントのデータをタイムアウトします。たとえば、電源節約モードでポケットに入っているモバイルデバイスが該当します。モバイルデバイスはバッテリー寿命を延ばすために無線をシャットダウンする傾向があります。スリープモードを解除すると、ワイヤレスネットワークに再接続します。
多くの環境では、APが異なるエリアに配置され、それぞれのエリアでAPが他エリアのクライアントを認識しないよう設計されています。クライアントが一方のエリアで測定された後、電源節約モードのまま新しい場所に移動した場合、APはローミングを追跡できないことがあります。クライアントの測定データは10秒後にタイムアウトし、物理的に近いエリア内のAPのみがステアリング判断に使用されるようになっています。
BSSIDブロックリスト保護
環境要因やワイヤレスアダプタドライバの理由により、クライアントがクライアントバランシングの提案通りに常に優先APへ移行するとは限りません。ただし、同じAPに2回目の接続を試みた場合は必ず接続が許可されます。
注: このフェイルセーフ機構により、クライアントがAssociation フレームを再送信する際の遅延はごくわずか(通常5ms未満)で済み、クライアントがBSSIDをブロックしないようになっています。クライアントによっては、継続的な接続失敗を防ぐためにBSSIDブロックリストを使用することがあります。
接続拒否によるクライアントステアリング
Association プロセス中、クライアントは理由コード17のメッセージで接続を拒否されることがあり、これによってクライアントが別のAPに誘導されます。
802.11v 基本サービスセット - トランジションマネージメント
最新のクライアントは802.11v - BSS-TM(Basic Service Set - Transition Management)をサポートしており、ネットワーク情報をAPとクライアント間で交換可能です。Association プロセス中、クライアントとAPは相互に802.11v BSS-TMの利用可否を判断します。APからクライアントにBSS-TMフレームが送信されることで、より優先度の高いAPが存在することをクライアントに伝えることができます。BSS-TMフレームには近隣APのリストや各APの現在の負荷情報が含まれます。これにより、クライアントのスキャン時間が短縮され、円滑なローミングが実現します。
注: この機能はMR 29.1ファームウェアまで実装されていません。
イベントログの報告
ダッシュボードでは、クライアントバランシングがクライアントに対してトリガーされた場合にイベントログで報告されます。イベントログの組み込みフィルタを使用することで、管理者は負荷分散イベントで絞り込み、特定のAPやクライアントを詳細に調査できます。イベントでは、どのAPがクライアント接続に最適とされたかが報告されます。
凡例:
- load - クライアントバランシングAPの現在のクライアント数
- best_ap - クライアントが参加するのに最も推奨されるAPのIPアドレス
- best_ap_load - 最も推奨されるAPに接続中のクライアント数
- best_ap_rssi - 推奨APで測定されたクライアントプローブリクエストの信号強度
MR 29.X以降のファームウェアにおけるクライアントバランシングの挙動
前述のクライアントバランシング手法はパッシブクライアントバランシングであり、APは接続時のみクライアントをより良いAPへ誘導しようとします。MR 29.Xファームウェア以降で新たに導入されたアクティブクライアントバランシングでは、APは既に接続済みの802.11v対応クライアントに対し、BSS-TMフレームを使用してより良いAPへ誘導します。
注: MR 29.X以降のファームウェアが稼働するネットワークでRFプロファイルでクライアントバランシングを有効にした場合、802.11v対応クライアントにはアクティブクライアントバランシングがデフォルトで有効化され、802.11v非対応クライアントには従来通りパッシブクライアントバランシングが適用されます。
MR 29.1ファームウェアで以下の変更が加えられました:
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APはより良いAPがある場合、クライアントをそちらに誘導しようとします:
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802.11v非対応クライアントには接続時に理由コード17で(パッシブバランシング)近隣APリストを示さずに処理します。
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802.11v対応クライアントには接続時にBSS-TMフレームで近隣APリストを提示します。
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802.11v対応クライアントには接続後にもBSS-TMフレームで近隣APリストを提示します。
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アクティブ・パッシブ両方のクライアントバランシングで、APは2回までクライアントの負荷分散またはAssociation リクエストの拒否を試みることができます。
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クライアントが3回目にAssociation リクエストを送信した場合(パッシブバランシング)、APはa)Association リクエストを許可し、b)このクライアントを永続的とマークし、アクティブバランシングも含めそのセッション中は以降負荷分散を行いません。
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2回の試行後もクライアントが他APに移動しない場合(アクティブバランシング)、APはこのクライアントを永続的とマークし、そのセッション中は以降ステアリングを試みません。
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注: アクティブクライアントバランシングは、非802.11vクライアントには無効です。これはそのようなクライアントには切断フレームの送信しか手段がなく、予期しない切断につながるためです。
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MRはプローブリクエスト・Association・Reassociation リクエストを解析し、802.11vクライアントの機能を判定します。
MR 29.X以前のファームウェアではプローブリクエストのみを解析していたため、常に802.11vクライアント機能を正確に把握できませんでした。クライアントがプローブリクエストを送らず、Association リクエストのみ送信する場合もあるためです。この強化により、APは802.11vクライアント機能をより適切に追跡できます。
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AP間のLANメッセージ交換の改善
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802.11vクライアント機能がAP間で交換され、より正確な追跡が可能になります。
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クライアントが関連付け/再Association リクエストで常に802.11v機能を広告するとは限らないため、クライアントが一度負荷分散された後、新しいAPでこの機能が失われることがあります。この問題を防ぐため、APはLAN上のUDP 6111経由で交換するメッセージ内にクライアントの802.11v機能も含めるようになりました。
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ステアリングメトリクスの改善
事前接続(パッシブ)クライアントバランシングでは、MRはMR 28.X以前と同じくRSSIおよびAP負荷に基づくロジックを使用し、最適化されたメトリクスにより、過剰なバランシングや軽負荷APへの誘導を回避します。
事後接続(アクティブ)クライアントバランシングでは、MRはクライアントと候補AP間のリンク品質およびAP負荷を考慮した新しい独自アルゴリズムを使用します。
クライアントバランシング比較表
MR 29.X以前と以降でのクライアントバランシング実装の違いを、以下の表にまとめます。
機能 |
MR29.X以前 |
MR29.X以降 |
APがクライアントを誘導するタイミング |
接続時のみ(パッシブバランシング) |
接続時(パッシブ)および事後(アクティブバランシング) |
APがAssociation リクエストを拒否する回数(パッシブバランシング) |
1回のみ、その後は許可 |
2回、その後は許可 |
APが接続済み802.11vクライアントを誘導する回数(アクティブバランシング) |
該当なし(アクティブバランシングなし) |
2回、その後はそのセッション中誘導を停止 |
デフォルトのクライアントステアリングモード |
全てパッシブ。接続時のみ理由コード17でステアリング |
802.11v対応クライアントは接続前後でBSS-TMによるアクティブ、非対応は理由コード17のみでパッシブ |
802.11vクライアント機能の判定方法 |
プローブリクエストのみ |
プローブリクエスト、Association、Reassociation リクエスト |
AP間での802.11vクライアント機能の共有 |
なし |
あり |
クライアントが永続的とみなされるまでの接続拒否回数(パッシブ) |
1回 |
2回 |
クライアントが永続的とみなされるまでの負荷分散試行回数(アクティブ) |
該当なし(アクティブバランシングなし) |
2回 |