Radio Resource Management について
Radio Resource Management（RRM）ソフトウェアはdeviceに組み込まれており、ワイヤレス ネットワークのリアルタイムでの無線周波数（RF）管理を一貫して行えるようにする組み込みの RF エンジニアとして機能します。RRM を使用すると、devicesは次の情報について、アソシエートされている Lightweight アクセス ポイントを継続的に監視できます。
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トラフィックの負荷：トラフィックの送受信に使用される帯域幅の合計量。これにより、無線 LAN 管理者は、ネットワークの拡大状況を追跡し、クライアントの需要を見越して計画を立てることができます。
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干渉：他の 802.11 発信元から送られてくるトラフィック量。
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ノイズ：現在割り当てられているチャネルに干渉している 802.11 以外のトラフィック量。
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カバレッジ：接続されているすべてのクライアントの受信信号強度インジケータ（RSSI）と信号対雑音比（SNR）。
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その他：近くにあるアクセス ポイントの数。
RRM は次の機能を実行します。
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無線リソースの監視
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電力制御の送信
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チャネルの動的割り当て
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カバレッジ ホールの検出と修正
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RF グループ化
 （注） |
AP が DCA チャネルのリストにないスタティック チャネルで動作している場合、RRM のグループ化は行われません。ネイバー探索プロトコル（NDP）は DCA チャネルでのみ送信されます。したがって、無線が DCA 以外のチャネルで動作している場合は、チャネルで NDP を受信しません。 |
無線リソースの監視
RRM は、ネットワークに追加された新しいdevicesや Lightweight アクセス ポイントを自動的に検出して設定します。その後、アソシエートされている近くの Lightweight アクセス ポイントを自動的に調整して、カバレッジとキャパシティを最適化します。
Lightweight アクセス ポイントでは、使用国で有効なすべての チャネルをスキャンできます。また、他の地域で使用可能なチャネルも同様です。ローカル モードのアクセス ポイントは、これらのチャネルのノイズと干渉を監視するために、最大で 60 ミリ秒の間「オフチャネル」になります。 不正アクセス ポイント、不正クライアント、アドホック クライアント、干渉しているアクセス ポイントを検出するために、この間に収集されたパケットが解析されます。
（注） |
音声トラフィックやその他の重要なトラフィックがある場合（過去 100 ミリ秒内）、アクセス ポイントはオフチャネル測定を延期できます。また、アクセス ポイントは、WLAN スキャン プライオリティの設定に基づいてオフチャネルの測定を延期します。 |
各アクセス ポイントがオフチャネルになるのはすべての時間のわずか 0.2% です。この動作はすべてのアクセス ポイントに分散されるので、隣接するアクセス ポイントが同時にスキャンを実行して、無線 LAN のパフォーマンスに悪影響を及ぼすことはありません。
RF グループについて
RF グループは、無線単位でネットワークの計算を実行するために、グローバルに最適化された方法で RRM の実行を調整するコントローラの論理的な集合です。802.11 ネットワーク タイプごとに RF グループが存在します。Cisco Catalyst 9800 シリーズ ワイヤレス コントローラを単一の RF グループにクラスタリングすることによって、RRM アルゴリズムは単一のCisco Catalyst 9800 シリーズ ワイヤレス コントローラの機能を越えてスケールできるようになります。
RF グループは、次のパラメータに基づいて作成されます。
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ユーザ設定の RF ネットワーク名。
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無線レベルで実行されるネイバー探索。
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MC に設定されている国のリスト。
コントローラ間で実行する RF グループ化。
Lightweight アクセス ポイントは、定期的にネイバー メッセージを無線で送信します。同じ RF グループ名を使用しているアクセス ポイントは、相互に送信されたメッセージを検証します。
検証されたネイバーメッセージを、異なるコントローラ上のアクセスポイントが -80dBm 以上の信号強度で受信すると、コントローラによって自動モードの RF 領域が動的に生成されます。静的モードで、リーダーは手動で選択され、メンバが RF グループに追加されます。。
（注） |
RF グループとモビリティグループは、どちらもコントローラのクラスタを定義するという点では同じですが、用途に関しては異なります。RF グループはスケーラブルでシステム全体にわたる動的な RF 管理を実現するのに対して、モビリティ グループはスケーラブルでシステム全体にわたるモビリティとコントローラの冗長性を実現します。 |
RF グループ リーダー
RF グループ リーダーを次の 2 つの方法で設定することができます。
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自動モード：このモードでは、RF グループのメンバーによって、グループのマスター電力およびチャネル スキームを管理する RF グループ リーダーが選ばれます。RF グループ アルゴリズムは、RF グループ リーダーを動的に選択し、RF グループ リーダーが常に存在していることを確認します。グループ リーダーの割り当ては変更されることがあります（たとえば、現在の RF グループ リーダーが動作しなくなった場合、または RF グループ メンバーが大幅に変更された場合）。
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静的モード：このモードでは、ユーザは RF グループリーダーとしてコントローラを手動で選択します。このモードでは、リーダーとメンバーは手動で設定されて固定されます。メンバが RF グループに join できない場合は、理由が表示されます。リーダーは、メンバーが前の試行で join しなかった場合、1 分ごとにメンバーとの接続を確立しようとします。
RF グループリーダーは、システムによって収集されたリアルタイムの無線データを分析して、パワーおよびチャネルの割り当てを算出し、RF グループの各コントローラに送信します。RRM アルゴリズムによって、システム全体の安定性が保証され、チャネルおよびパワー スキームの変更を適切なローカル RF 領域に制限します。
（注） |
コントローラが特定の無線に対してリーダーとメンバを兼ねるようになると、グループリーダーの一部として IPv4 および IPv6 アドレスが表示されます。 コントローラ A がメンバになり、コントローラ B がリーダーになると、コントローラ A は接続先のアドレスを使用して、コントローラ B の IPv4 アドレスまたは IPv6 アドレスのどちらかを表示します。 したがって、リーダーとメンバーの両方が同じでない場合は、メンバーのグループ リーダーとして IPv4 または IPv6 アドレスが 1 つだけ表示されます。 |
動的チャネル割り当て（DCA）が新しいチャネル計画を適用するための唯一の基準として最もパフォーマンスの低い無線を使用する必要がある場合、ピンニングまたはカスケードの問題が発生する可能性があります。
ピンニングが発生するのは、アルゴリズムによって RF グループの一部の無線に適したチャネル計画が検出されても、ネットワーク内の最も条件の悪い無線には適したチャネル オプションがないため、チャネル計画の変更が実施されない場合です。RF グループ内の最も条件の悪い無線によって、グループ内の他の無線がより適切なチャネル計画を探すことができなくなる場合があります。ネットワークの規模が大きければ大きいほど、よりピンニングになりやすいです。
1 つの無線のチャネルが変更された場合に、RF 領域の残りの無線を最適化するため、連続してチャネル変更が行われると、カスケードが発生します。このような無線を最適化すると、ネイバーおよびネイバーのチャネル計画が次善のものになり、チャネル最適化が起動されます。この影響は、すべてのアクセス ポイント無線が同じ RF グループに属している場合、複数のフロアまたは複数の建物に広がることがあります。この変更は、大きなクライアントの混乱を引き起こし、ネットワークを不安定にします。
ピンニングとカスケードの両方の主な原因は、潜在的なチャネル計画の変更が最もパフォーマンスの低い無線の RF 状態によって制御されることです。DCA アルゴリズムはこれを実行せず、代わりに次の処理を行います。
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複数のローカル検索：DCA 検索アルゴリズムでは、単一の無線による単一のグローバル検索ではなく、同じ DCA の処理内で異なる無線によって開始される複数のローカル検索が実行されます。この変更によって、ピンニングとカスケードの両方に対応できるだけでなく、安定性を損なうことなく、DCA に必要な柔軟性と適合性が維持されます。
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複数のチャネル計画変更イニシエータ（CPCI）：以前は、最も条件の悪い単一の無線が、チャネル計画変更の唯一のイニシエータでした。今では、RF グループ内の各無線が評価されて、イニシエータ候補として優先順位付けされるようになりました。生成されたリストはインテリジェントにランダム化されるので、最終的にすべての無線が評価され、ピンニングが発生する可能性はなくなります。
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チャネル計画変更の適用制限（ローカリゼーション）：各 CPCI 無線の場合、DCA アルゴリズムは適切なチャネル計画を求めてローカル検索を実行しますが、実際には CPCI 無線自身および 1 ホップ近隣のアクセス ポイントのみが現在の送信チャネルを変更できます。アクセス ポイントによるチャネル計画変更のトリガーの影響は、そのアクセス ポイントの 2 RF ホップ内だけで認識され、実際のチャネル計画変更は 1 ホップ RF 領域内に制限されます。この制限はすべての CPCI 無線にわたって適用されるため、カスケードが発生する可能性はありません。
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非 RSSI ベースの累積コスト メトリック：累積コスト メトリックによって、全範囲、領域、またはネットワークが指定のチャネル計画でどの程度のパフォーマンスを示すのかを測定します。チャネル計画の品質全体を把握する目的で、その領域内にあるすべてのアクセス ポイントに関する個々のコスト メトリックが考慮されます。これらのメトリックの使用で、すべてのチャネル計画変更に単一の各無線の品質の向上または低下が含まれるようになります。その目的は、単一の無線の品質は向上するが、他の複数の無線のパフォーマンスが大幅に低下するような、チャネル計画変更を避けることです。
RRM アルゴリズムは、指定された更新間隔（デフォルトでは 600 秒）で実行されます。更新間隔の合間に、RF グループ リーダーは各 RF グループ メンバにキープアライブ メッセージを送信し、リアルタイムの RF データを収集します。
（注） |
複数の監視間隔を使用することもできます。詳細については、「RRM の設定」の項を参照してください。 |
RF グループ名
コントローラには RF グループ名が設定されます。この RF グループ名は、そのコントローラに参加しているすべてのアクセスポイントに送信され、アクセスポイントでは、この名前がハッシュ MIC をネイバーメッセージで生成するための共有秘密として使用されます。RF グループを作成するには、グループに含めるすべてのコントローラに同じ RF グループ名を設定します。
コントローラに参加しているアクセスポイントが別のコントローラ上のアクセスポイントから RF 伝送を受け取る可能性がある場合は、それらのコントローラに同じ RF グループ名を設定する必要があります。アクセス ポイント間の RF 伝送を受信する可能性がある場合、802.11 干渉およびコンテンションをできるだけ回避するには、システム全体にわたる RRM が推奨されます。
RF グループ内の不正アクセス ポイント検出
コントローラの RF グループを作成したら、コントローラに接続されているアクセスポイントを、不正アクセスポイントを検出するように設定する必要があります。設定すると、アクセス ポイントによって、隣接アクセス ポイントのメッセージ内のビーコンまたはプローブ応答フレームが選択され、RF グループの認証情報要素（IE）と一致するものが含まれているかどうかが確認されます。選択が正常に終了すると、フレームは認証されます。正常に終了しなかった場合は、認証されているアクセスポイントによって、近隣のアクセスポイントが不正アクセスポイントとして報告され、その BSSID が不正テーブルに記録されます。さらに、このテーブルはコントローラに送信されます。
送信電力の制御
deviceは、リアルタイムの無線 LAN 状況に基づいて、アクセス ポイントの送信電力を動的に制御します。
伝送パワー コントロール（TPC）アルゴリズムによって、RF 環境での変化に応じて、アクセス ポイントの電力が増減します。多くの場合、TPC は干渉を低減させるため、アクセス ポイントの電力を下げようとします。しかし、アクセス ポイントで障害が発生したり、アクセス ポイントが無効になったりして、RF カバレッジに急激な変化が発生すると、TPC は周囲のアクセス ポイントで電力を上げることもあります。この機能は、主にクライアントと関係があるカバレッジ ホールの検出とは異なります。TPC はアクセス ポイント間におけるチャネルの干渉を回避しながら、必要なカバレッジ レベルを達成するために、十分な RF 電力を提供します。
最小/最大送信電力の設定による TPC アルゴリズムの無効化
TPC アルゴリズムは、数多くのさまざまな RF 環境で RF 電力を分散させます。ただし、自動電力制御では、アーキテクチャの制限事項やサイトの制限事項のため、適切な RF 設計を実装できなかった一部のシナリオは解決できない可能性があります。たとえば、すべてのアクセス ポイントを互いに近づけて中央の廊下に設置する必要があるが、建物の端までカバレッジが必要とされる場合などです。
このようなケースでは、最大および最小の送信電力制限を設定し、TPC の推奨を無効化することができます。最大および最小の TPC 電力設定は、RF ネットワークの RF プロファイルを通じてすべてのアクセス ポイントに適用されます。
[Maximum Power Level Assignment] および [Minimum Power Level Assignment] を設定するには、[Tx Power Control] ウィンドウのフィールドに、RRM で使用される最大および最小の送信電力を入力します。これらのパラメータの範囲は -10 ～ 30 dBm です。最小値を最大値よりも大きくしたり、最大値を最小値よりも小さくしたりすることはできません。
最大送信電力を設定すると、RRM では、deviceに接続されているすべてのアクセス ポイントはこの送信電力レベルを上回ることはできません（電力が RRM TPC またはカバレッジ ホールの検出のどちらで設定されるかは関係ありません）。たとえば、最大送信電力を 11 dBm に設定すると、アクセス ポイントを手動で設定しない限り、アクセス ポイントが 11 dBm を上回って伝送を行うことはありません。
チャネルの動的割り当て
同じチャネル上の 2 つの隣接するアクセス ポイントによって、信号のコンテンションや信号の衝突が発生することがあります。衝突の場合、アクセス ポイントではデータが受信されません。この機能は問題になることがあります。たとえば、誰かがカフェで電子メールを読むことで、近隣の会社のアクセス ポイントのパフォーマンスに影響が及ぶような場合です。これらがまったく別のネットワークであっても、チャネル 1 を使用してカフェにトラフィックが送信されることによって、同じチャネルを使用している会社の通信が妨害される可能性があります。Devicesはアクセス ポイント チャネル割り当てを動的に割り当てて、衝突を回避し、キャパシティとパフォーマンスを改善することができます。チャネルは、希少な RF リソースの浪費を防ぐために再利用されます。つまり、チャネル 1 はカフェから離れた別のアクセス ポイントに割り当てられます。これは、チャネル 1 をまったく使用しない場合に比べてより効率的です。
deviceの動的チャネル割り当て（DCA）機能は、アクセス ポイント間における隣接するチャネルの干渉を最小限に抑える上でも役立ちます。たとえば、チャネル 1 とチャネル 2 など、802.11b/g 帯域でオーバーラップする 2 つのチャネルは、同時に 11 または 54 Mbps を使用できません。deviceは、チャネルを効果的に再割り当てすることによって、隣接するチャネルを分離します。
（注） |
非オーバーラップ チャネル（1、6、11 など）だけを使用することをお勧めします。 |
（注） |
チャネルの変更時に、無線をシャットダウンする必要はありません。 |
deviceは、さまざまなリアルタイムの RF 特性を検証して、次のようにチャネルの割り当てを効率的に処理します。
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アクセス ポイントの受信エネルギー：各アクセス ポイントとその近隣のアクセス ポイント間で測定された受信信号強度。チャネルを最適化して、ネットワーク キャパシティを最大にします。
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ノイズ：ノイズによって、クライアントおよびアクセス ポイントの信号の品質が制限されます。ノイズが増加すると、有効なセル サイズが小さくなり、ユーザ エクスペリエンスが低下します。deviceでは、ノイズ源を避けるようにチャネルを最適化することで、システム キャパシティを維持しながらカバレッジを最適化できます。過剰なノイズのためにチャネルが使用できない場合は、そのチャネルを回避できます。
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802.11 干渉：干渉とは、不正アクセス ポイントや隣接するワイヤレス ネットワークなど、ワイヤレス LAN に含まれない 802.11 トラフィックのことです。Lightweight アクセス ポイントは、常にすべてのチャネルをスキャンして干渉の原因を調べます。802.11 干渉の量が定義済みの設定可能なしきい値（デフォルトは 10 % ）を超えると、アクセス ポイントからdeviceにアラートが送信されます。その場合、deviceでは、RRM アルゴリズムを使用してチャネルの割り当てを動的に調整することで、干渉がある状況でシステム パフォーマンスを向上させることができます。このような調整によって、隣接する Lightweight アクセス ポイントが同じチャネルに割り当てられることがありますが、この設定は、干渉している外部アクセス ポイントが原因で使用できないチャネルにアクセス ポイントを割り当てたままにしておくよりも効果的です。
また、他のワイヤレス ネットワークがある場合、deviceは、他のネットワークを補足するようにチャネルの使用を変更します。たとえば、チャネル 6 に 1 つのネットワークがある場合、隣接する無線 LAN はチャネル 1 または 11 に割り当てられます。この調整によって、周波数の共有が制限され、ネットワークのキャパシティが増加します。チャネルにキャパシティがほとんど残っていない場合、deviceはそのチャネルを回避できます。すべての非オーバーラップ チャネルが使用される非常に大規模な展開では、deviceでも最適な処理が行われますが、期待値を設定する際に RF 密度を考慮する必要があります。
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負荷および利用率：利用率の監視が有効な場合、たとえば、ロビーとエンジニアリング エリアを比較して、一部のアクセス ポイントが他のアクセス ポイントよりも多くのトラフィックを伝送するように展開されていることを、キャパシティの計算で考慮できます。deviceは、パフォーマンスが最も低いアクセス ポイントを改善するようにチャネルを割り当てることができます。チャネル構造を変更する際には、負荷を考慮して、現在ワイヤレス LAN に存在するクライアントへの影響を最小限に抑えるようにします。このメトリックによって、すべてのアクセス ポイントの送信パケットおよび受信パケットの数が追跡されて、アクセス ポイントのビジー状態が測定されます。新しいクライアントは過負荷のアクセス ポイントを回避し、別のアクセス ポイントにアソシエートします。Load and utilization パラメータはデフォルトでは無効になっています。
deviceは、この RF 特性情報を RRM アルゴリズムとともに使用して、システム全体にわたる判断を行います。相反する要求の解決にあたっては、軟判定メトリックを使用して、ネットワーク干渉を最小限に抑えるための最善の方法が選択されます。最終的には、3 次元空間における最適なチャネル設定が実現します。この場合、上下のフロアにあるアクセス ポイントが全体的な無線 LAN 設定において主要な役割を果たします。
（注） |
DCA は 2.4 GHz 帯域の 20 MHz チャネルのみサポートしています。 |
RRM スタートアップ モードは、次のような状況で起動されます
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シングルdevice環境では、deviceをアップグレードしてリブートすると、RRM スタートアップ モードが起動します。
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マルチdevice環境では、RRM スタートアップ モードは、RF グループ リーダーが選定されてから起動されます。
RRM スタートアップ モードは CLI からトリガーできます。
（注） |
DCA アルゴリズム間隔は 1 時間に設定されますが、DCA アルゴリズムは常に 10 分間隔（デフォルト）で実行されます。最初の 10 サイクルでは 10 分ごとにチャネル割り当てが行われ、チャネルの変更は、DCA アルゴリズムに従って 10 分ごとに行われます。その後、DCA アルゴリズムは設定された時間間隔に戻ります。DCA アルゴリズム間隔は定常状態に従うため、DCA 間隔とアンカー時間の両方に共通です。 |
（注） |
RF グループ メンバーで動的チャネル割り当て（DCA）/伝送パワーコントロール（TPC）がオフになっていて、RF グループ リーダーが自動に設定されている場合、メンバーのチャネルまたは送信パワーは、RF グループ リーダーで実行されるアルゴリズムに従って変更されます。 |
動的帯域幅選択
11n から 11ac にアップグレードする際、動的帯域幅選択（DBS）アルゴリズムにより、さまざまな設定の移行がスムーズに行えます。
DBS の機能のポイントを以下に説明します。
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チャネル幅を動的に変更してネットワークのスループットを最大化する目的で、コア DCA に適用される階層に加えて、チャネル割り当てを行うバイアス層をさらに適用します。
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チャネルと Base Station Subsystem（BSS）の統計情報を常に監視することで、チャネル割り当てを調整します。
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11n または 11ac クライアントの混在、負荷、トラフィック フロー タイプなどの一時パラメータを評価します。
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高速に変化する統計情報に対しては、BSS チャネル幅を変化させるか、または 40 MHz ～ 80 MHz の帯域幅を選択できるように 11ac を介して一意の新しいチャネル方向に適応することで対応します。
カバレッジ ホールの検出と修正
RRM カバレッジ ホール検出アルゴリズムは、堅牢な無線パフォーマンスに必要なレベルに達しない無線 LAN の無線カバレッジの領域を検出することができます。この機能によって、Lightweight アクセス ポイントを追加（または再配置）する必要があるというアラートが生成されます。
RRM 設定で指定されたレベルを下回るしきい値レベル（RSSI、失敗したクライアントの数、失敗したパケットの割合、および失敗したパケットの数）で Lightweight アクセス ポイント上のクライアントが検出されると、アクセス ポイントからdeviceに「カバレッジ ホール」アラートが送信されます。このアラートは、ローミング先の有効なアクセス ポイントがないまま、クライアントで劣悪な信号カバレッジが発生し続けるエリアが存在することを示します。deviceでは、修正可能なカバレッジ ホールと不可能なカバレッジ ホールが識別されます。修正可能なカバレッジ ホールの場合、deviceでは、その特定のアクセス ポイントの送信電力レベルを上げることによってカバレッジ ホールが解消されます。送信電力を増加させることが不可能なクライアントや、電力レベルが静的に設定されているクライアントによって生じたカバレッジ ホールがdeviceによって解消されることはありません。ダウンストリームの送信電力を増加させても、ネットワーク内の干渉を増加させる可能性があるからです。
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