Air Time Fairness（ATF）リリース 8.4 導入ガイド
目次
- はじめに
- Air Time Fairness （ATF）フェーズ 1 の概要
- Cisco Air Time Fairness （ATF）の使用例
- ATF の動作モード
- モニタ モードの設定
- AP 単位のモニタリング設定
- AP グループ単位のモニタリング設定
- ATF ネットワークのモニタリング設定
- ATF 統計情報のモニタリング
- ATF モニタ モードの無効化
- ATF 適用ポリシー モード
- ATF の設定手順
- ポリシーの作成
- SSID でのポリシーの適用
- Air Time Fairness：Client Fair Sharing（ATF：フェーズ 2 リリース 8.2）
- 機能の説明
- 利点
- ATF 設定の概要
- ATF フェーズ 2 の設定
- ATF Client Fair Sharing ポリシーの作成
- ネットワーク上で特定の無線タイプごとの ATF ポリシーの設定および有効化
- WLAN での ATF ポリシーの適用
- 無効状態の WLAN の有効化
- クライアント ATF 統計情報
- メッシュ導入リリース 8.4 の Air Time Fairness
- 前提条件と 8.4 リリースでサポートされる機能
- ATF 機能
- メッシュの ATF 機能の概要
- ATF の動作モード
- メッシュの ATF の設定
- WLC CLI からの ATF クライアント統計情報
- AP のクライアント統計情報
はじめに
このドキュメントは、ATF （Air Time Fairness）機能と、その導入についての一般的なガイドラインについて説明します。このドキュメントでは、次のことを目的としています。
Air Time Fairness （ATF）フェーズ 1 の概要
QoS の従来（有線）の実装は出力帯域幅を調整します。ワイヤレス ネットワーキングを使用して、伝送メディアはさまざまなレートでデータを送信する電波を介しています。出力帯域幅を調整する代わりに、フレームを送信するのに必要な通信時間量を調整するほうがより効果的です。Air Time Fairness （ATF）は、（出力帯域幅とは対照的に）ダウンリンク通信時間を調整するワイヤレス QoS の形式です。大規模で高密度の Wi-Fi 導入がこの機能を促進します。ワイヤレス ネットワークのオーナーは、アプリケーションに Wi-Fi ネットワークの全帯域幅の固定された割合を割り当てることを要求します。同時に、複数の携帯電話プロバイダーはオペレータ間で使用の公平性を維持する必要があります。
フレームが送信される前に、フレームを送信するのに十分な通信時間量があることを確認するために、その SSID 用の ATF 量がチェックされます。各 SSID は、トークン バケット（1 つのトークン = 通信時間の 1 マイクロ秒）を持つと見なされます。トークン バケット内にフレームを送信するために十分な通信時間が含まれる場合、無線で送信されます。それ以外は、フレームをドロップまたは保留できます。フレームのドロップについての概念は明確ですが、フレームの保留についてはさらに説明が必要です。フレームの保留とは、フレームがアクセス カテゴリ キュー（ACQ）に許可されないことを意味します。代わりに、クライアント プライオリティ キュー（CPQ）に残り、（フレームがドロップされる時点で、CPQ が容量に到達しなければ）対応するトークン バケットに十分な量のトークンが含まれたときに送信されます。ATF に関係する作業の大部分はアクセス ポイントで行われます。ワイヤレス コントローラは、機能設定と結果表示のために単に使用されます。
Cisco Air Time Fairness （ATF）の使用例
公共ホットスポット（スタジアム/空港/会議場/その他）
この場合、パブリック ネットワークは 2 つ（またはそれ以上）のサービス プロバイダーと施設間で WLAN を共有しています。各サービス プロバイダーに対するサブスクライバをグループ化して、各グループに特定の割合の通信時間を割り当てることができます。
教育機関
この場合、大学は、学生、教員、およびゲスト間で WLAN を共有しています。ゲスト ネットワークは、サービス プロバイダーによってさらに分割できます。各グループに特定の割合の通信時間を割り当てることができます。
一般企業、サービス業、小売業
この場合、施設は、従業員とゲスト間で WLAN を共有しています。ゲスト ネットワークは、サービス プロバイダーによってさらに分割できます。ゲストは、通信時間の特定の割合を割り当てられている各サブグループがあるサービスの種類のレイヤによってグループ化できます。たとえば、有料のグループは、無料のグループより多くの通信時間が与えられます。
時間を共有する管理型ホットスポット
この場合、サービス プロバイダーまたは企業など、ホットスポットを管理するビジネス主体は、割り当てた後に通信時間をその他のビジネス主体にリースできます。
ATF 機能
ATF ポリシーはダウンリンク方向（AP がクライアントにフレームを送信）にのみ適用されます。ダウンリンク、つまり AP からクライアント方向の通信時間のみが、AP によって正確に制御されます。アップリンク方向、つまり、クライアントから AP への通信時間は測定できますが、厳密に制御することはできません。AP は、クライアントに送信するパケットの通信時間を抑制できますが、それぞれの通信時間を制限できないため、クライアントから「聞ける」パケットの通信時間のみを測定できます。
ATF ポリシーはワイヤレス データ フレームにのみ適用されます。管理および制御フレームは無視されます。
ATF が SSID ごとに設定される場合、各 SSID は設定されたポリシーに従って通信時間が許可されます。
ATF は、通信時間ポリシーを超えるフレームをドロップするか保留するように設定できます。フレームが保留されると、問題となっている SSID に十分な通信時間が割り当てられた時点でバッファされて送信されます。もちろん、何フレームをバッファできるかについての制限があります。この制限を超えた場合、フレームがドロップされます。
ATF はグローバルに有効または無効にすることができます。
ATF は個々のアクセス ポイント、AP グループまたはネットワーク全体で有効または無効にすることができます。
ATF は、ローカルおよび FlexConnect モードの 1260、1700、2600、2700、3600、3500、3700、1550-128mb、1560 および 1570 シリーズの屋外向けアクセスポイントのリリース 8.4 でサポートされます。
メッシュの ATF は、1550-128mb、1560、1570 および 3700 シリーズ MAP のリリース 8.4 でサポートされます。
ATF の結果と統計情報は、ワイヤレス コントローラで使用できます。
モニタ モードの設定
手順ATF モニタ モードにより、ユーザは、使用される全体的な通信時間の統計情報を表示して取得、すなわち、すべての AP 送信における通信時間の使用を報告できるようになります。モニタ モードの ATF は次のレベルで有効化できます。モニタ モードで ATF を設定するには、次の手順を実行します。
ATF 統計情報のモニタリング
手順
ATF の設定手順
ポリシーの作成
手順
ステップ 1 [WIRELESS] > [ATF] > [Policy Configuration]に移動します。 ステップ 2 デフォルトのポリシーは 10 で、ユーザは 5 ~ 100 のウェイトを割り当てる必要があります。
ステップ 3 ユーザ自身のポリシーを作成するには、ポリシー ID をドロップダウン メニューからを選択して、名前とウェイトを割り当てます。 このウェイトは、ユーザがポリシーに割り当てる通信時間の割合です。
ステップ 4 [Create]をクリックします。
例では、名前が atf-80 および atf-20 の複数のポリシーにウェイト 80 および 20 でそれぞれ作成しています。
SSID でのポリシーの適用
手順
（注）
最初に、ポリシーの適用を有効にする WLAN を無効にします。
ポリシーの設定後、ユーザは、特定の WLAN または AP グループごとのすべての WLAN または個々の AP にポリシーを適用できます。
ステップ 1 WLC メイン メニューの [WIRELESS] > [ATF] > [Enforcement SSID Configuration]に移動します。
ステップ 2 ネットワーク上で設定するには、パラメータの無線タイプ、適用タイプを選択します（[Optimized] または [Strict] のいずれかを選択できます。デフォルトでは、[Optimized] が選択されています）。 ステップ 3 [Mode]で [Enable] をクリックします。
適用すると、Web ページに、ポリシーの適用を設定する前に、WLAN ID を無効にするようにポップアップ警告が表示されます。[OK]をクリックします。WLAN が無効の場合は、適用されます。
ポリシーの適用は無線で表示され、さらに最適化が有効で表示されます。
ステップ 4 厳密な適用ポリシーを有効にするには、適用タイプで [Strict]オプションを選択します。 [Strict] オプションは他の WLAN （SSID）を持つ重み付けされた比率のスロットの共有を許可しません。
ATF 設定が終了したら、ATF が適用された WLAN を有効にします。クライアントがこれらの WLAN に接続すると、ユーザは、「ATF 統計情報のモニタリング」セクションで前に示したように、ATF 統計情報ページに ATF 統計情報を表示できます。
ユーザは、異なる ATF ポリシーと 2 つの WLAN を設定して ATF を確認する速度テストを実行することもできます。
例では、2 つの ATF ポリシー（ウェイト 80 とウェイト 20）を設定しました。
設定されたウェイト 80 の ATF ポリシーを持つ SSID にワイヤレス クライアントを接続し、を実行することによって、この WLAN に対する ATF の効果を確認しました。 http://www.speedtest.net/
20 に設定された ATF ポリシーを持つ SSID に同じワイヤレス クライアントを接続して、その WLAN の ATF の影響を確認しました。ダウンロード側のスピードテスト パフォーマンスが大幅に低下することを確認しました。テスト結果は、通信時間の可用性、干渉などのために異なる可能性があります。
Air Time Fairness：Client Fair Sharing（ATF：フェーズ 2 リリース 8.2）
機能の説明
クライアントごとの ATF Client Fair Sharing が 8.2 リリースで導入されます。クライアントの公平な共有によって、SSID/WLAN 内のクライアントが無線の帯域幅の使用率に基づいて均等に処理されるようにします。
利点
現在では、8.1 MR2、MR3 リリースの一部として、SSID ベースの通信時間保証が行われます。ただし、SSID ベースの Airtime Fairness では、SSID 内のクライアントが無線の帯域幅の使用率を基にして均等に処理するための保証がありません。1 つ以上のクライアントが同じ SSID 内の他のクライアントから Wi-Fi を奪い、SSID/WLAN に割り当てられている通信時間を占有する潜在的リスクがあります。
ATF フェーズ 1 （Client Fair Sharing なし）
この問題を回避するために、8.2 リリースの各 ATF ポリシーには、ポリシーに関連付けられるクライアント間の Client Fair Sharing をオン/オフする新しいオプションがあります。このオプションを、ワイヤレス LAN コントローラで作成時に実行して、ポリシーを変更できます。カスタマーは、このオプションまたは機能を使用して、SSID に接続するクライアント間の通信時間の公平な共有を提供できます。次に示すように、SSID に接続するクライアントすべてが同じ通信時間を取得します。
ATF フェーズ 2 （Client Fair Sharing あり）
ATF 設定の概要
手順
ステップ 1 まず、コントローラ上の WLAN を設定します。 ステップ 2 ATF ポリシーを設定して、ATF が WLAN にそれらのポリシーを割り当てられるようにします。 ステップ 3 WLAN を有効にした ATF にクライアントを接続し、YouTube や www.speedtest.net などのメディア ストリームのアプリケーションを使用して、ダウンストリーム データ トラフィックに対して異なる ATF ポリシーとウェイトを使用してスループットのパフォーマンスを確認します。
ATF Client Fair Sharing ポリシーの作成
手順
ステップ 1 [WIRELESS] > [ATF]のコントローラ GUI で、[Policy Configuration] をクリックして、ID の名前を設定します。 ID の名前は、使いやすい名前にします。この例では、20 と 80 それぞれのウェイトを atf20 および atf80 という名前に設定します。
ステップ 2 [Client Fair Sharing]チェック ボックスをオンにし、[Create] をクリックして、2 つのポリシーを作成します。 ユーザは、そこで、20 および 80 を使用する、次の例にある自身の ATF ポリシーのウェイトを割り当てることができます。
ポリシーが設定されます。これは、無線ごとに適用されます。
2 つのポリシー ID とウェイトは、ポリシー ID 1（ウェイト 20）および 2 番目のポリシー ID 2（ウェイト 80）を定義し、Client Fair Sharing が有効になっていることを示しています。
（注） これらのポリシーは、割合ではなく、比率を重み付けしているため、合計が 100 を超えることがあることに注意してください。最小ウェイトは 10 に設定できます。
ネットワーク上で特定の無線タイプごとの ATF ポリシーの設定および有効化
手順
ステップ 1 [Wireless] > [ATF] > [Enforce SSID configuration]に移動します。 ステップ 2 [Network]を選択して、[Radio Type] に 802.11a または 802.11b を選択します。 ステップ 3 ポリシーの [Enforcement Type]に [Optimized] または [Strict]を選択します。設定では、ポリシーに [Strict]を適用します。
（注） ポリシーが [Optimized]に設定されて、そのオプションを使用する WLAN が適用された場合、自身のスロットが特定の時間に使用されていなければ、他の WLAN と重み付けされたスロットを共有できます。[Strict]オプションは、その重み付けされた比率のスロットを共有できません。
ポリシーは、5 GHz の無線で有効になっていて、最適化されていないが、厳格モードであることを示しています。
WLAN での ATF ポリシーの適用
手順
ステップ 1 [Wireless] > [ATF] > [Policy Enforcement]に移動します。 ステップ 2 [WLAN Id]および [Policy Id] を選択します。 ステップ 3 [Apply]をクリックします。 次に示すように、1 つの WLAN に ATF ポリシー（atf20）ともう 1 つの WLAN にポリシー（atf80）を使用します。
ポリシーを作成して WLAN に適用すると、ユーザは、WLC CLI から show atf config wlan コマンドを実行してこれを確認できます。さらに GUI 上でも確認できます。
ATF ポリシーが WLAN を設定ウェイトの 20 と 80 に設定していることと、ポリシーを適用しなかった WLAN がデフォルト ウェイトの 10 に設定されていることを出力から参照できます。さらに、作成した ATF ポリシーが有効になっていることを Client Fair Sharing が示していることを確認します。
例では、CLI でポリシーが適用されたことが確認できます。
無効状態の WLAN の有効化
手順
ステップ 1 [ATF] > [Enforcement SSID Configuration]設定に移動します。
ステップ 2 2 つのワイヤレス クライアントをポリシー 80 で設定されている SSID に接続し、この WLAN に対する ATF の効果を監視します。 ステップ 3 www.speedtest.net をクライアント上で同時に実行します。 テスト結果はクライアントの能力、干渉、その他の要因によって異なる場合があります。
ステップ 4 ワイヤレス クライアントを ATF ポリシーで設定されている SSID に接続し、その WLAN に対する ATF の効果を確認します。 ダウンロードしてスピードテスト パフォーマンスを参照できます。テスト結果は、クライアントの能力、干渉、その他の要因によって異なる場合があります。
クライアント ATF 統計情報
手順
ステップ 1 [WIRELESS] > [ATF] > [ATF Statistics]に移動し、クライアントが接続されるドロップダウン メニューから [AP Name] を選択します。
ATF 統計情報ページが、ユーザが WLAN 統計を有効にしたすべての ATF を確認できる場所に表示されます。ステップ 2 ATF Client Fair Sharing 情報を詳細に表示するには、次に示すように有効な Client Fair Sharing が可能な [WLAN id]をクリックします。
ステップ 3 クライアントの MAC アドレスをクリックすると、ユーザは、WLAN ATF 統計情報と特定の WLAN に接続するクライアントすべてに対するクライアント ATF 統計情報を表示できます。
メッシュ導入リリース 8.4 の Air Time Fairness
前提条件と 8.4 リリースでサポートされる機能
メッシュ ATF は、ワイヤレス LAN コントローラ上の AireOS 8.4 以降のリリースでサポートされます。次の AP でメッシュ ATF がサポートされます。
AP 1550（64 MB） 1550（128 MB） 1570 3700 1530 1560 機能 – – –– – – – 基本メッシュ ○ ○ ○ ○ ○ 8.4 Flex+メッシュ ○ ○ ○ ○ ○ × 高速コンバージェンス（バックグラウンドのスキャン） × 8.3 8.3 ○ 8.3 8.4 RAP の有線クライアント ○ ○ ○ × ○ × MAP の有線クライアント ○ ○ ○ × ○ 8.4 デイジーチェーン 7.6 7.6 7.6 × 7.6 × LSC ○ ○ ○ ○ ○ × PSK のプロビジョニング：MAP-RAP 認証 8.2 8.2 8.2 8.2 8.2 8.4 メッシュの ATF × 8.4 8.4 8.4 × 8.4 ATF 機能
ATF 機能：
- ATF ポリシーはダウンリンク方向（AP がクライアントにフレームを送信）にのみ適用されます。ダウンリンク、つまり AP からクライアント方向の通信時間のみが、AP によって正確に制御されます。アップリンク方向、つまり、クライアントから AP への通信時間は測定できますが、厳密に制御することはできません。AP は、クライアントに送信するパケットの通信時間を抑制できますが、それぞれの通信時間を制限できないため、クライアントから「聞ける」パケットの通信時間のみを測定できます。
- ATF ポリシーはワイヤレス データ フレームにのみ適用されます。管理および制御フレームは無視されます。
- ATF が SSID ごとに設定される場合、各 SSID は設定されたポリシーに従って通信時間が許可されます。
- ATF は、通信時間ポリシーを超えるフレームをドロップするか保留するように設定できます。フレームが保留されると、問題となっている SSID に十分な通信時間が割り当てられた時点でバッファされて送信されます。もちろん、何フレームをバッファできるかについての制限があります。この制限を超えた場合、フレームがドロップされます。
- ATF はグローバルに有効または無効にすることができます。
- ATF は個々のアクセス ポイント、AP グループまたはネットワーク全体で有効または無効にすることができます。
割り当ては、SSID およびクライアントごとに適用されます。
ダウンストリームだけに適用されます。
WLC GUI/CLI および PI で設定できます。
AP グループに対するネットワーク内のすべての AP または 1 つの AP に適用できます。
次のローカル モードの AP でサポートされています：AP1260、1550-128Mb 1560 1570 1700、2600、2700、3500、3600、3700。
メッシュの ATF 機能の概要
現在、Cisco IOS 11n および 11ac 屋内向け AP を配備したエンタープライズ 、高密度スタジアム、およびその他の主要な Wi-Fi 導入では、8.1 MR1 および 8.2 リリースの「SSID ごと」の Airtime Fairness と、「SSID内のクライアントごと」の Airtime Fairness によってメリットが得られます。
同様に、現在、大規模な屋外ワイヤレス メッシュを導入している顧客から、AP の無線通信時間ダウンストリームの利用時に、屋外ワイヤレス メッシュ ネットワーク全体で Wi-Fi ユーザに公平性を提供して対応し、しかも屋外ワイヤレス メッシュ ネットワーク全体の Wi-Fi ユーザに（Wi-Fi ホットスポットを通じた複数のセルラー事業者が暗黙の対象）SLA を適用する重要な制御能力を管理者に提供できるようにしてほしいという声が上がっています。しかし、すべての Wi-Fi ユーザのトラフィックはワイヤレス バックホール無線により MAP と RAP 間でつながり、各バックホール ノードの SSID によってポリシーを適用するバックホール ノードのためのワイヤレス バックホール無線に関する SSID の概念が存在しないため、屋外ワイヤレス メッシュ AP により Wi-Fi の通信時間を利用するという点においては、屋外ワイヤレス メッシュ ネットワーク全体の Wi-Fi ユーザを公平に扱うための簡単なソリューションは存在しません。Client Access の無線のクライアントに関する限り、Cisco のローカル モード AP で処理される方法と同様に、（Client Fair Sharing あるなしに関わらず）SSID を通じて通信時間の公平性を調整することは非常に簡単です。
メッシュでの ATF をサポートするソリューションの概要を説明する前に、ATF について要約しておきましょう。Airtime Fairness（ATF）とは基本的に、SSID によって接続したクライアントに対して、ダウンストリーム方向の AP 無線通信時間を調整/適用する能力を提供するための概念です。結果として、ワイヤレス ネットワークの Wi-Fi ユーザは、無線通信時間を利用するという点において公平に扱われます。基本的には、これによって SLA を追加で適用するか、または単に特定のグループや特定のユーザがある特定の AP 無線上で WiFi の通信時間を不公平に独占することを回避するための重要な制御が提供されます。サービス レベル契約（SLA）とは、サービス プロバイダーに期待されるサービス レベルを定義した、（内部または外部のいずれかの）サービス プロバイダーとエンドユーザ間の契約です。SLA は、顧客が受けるサービスを定義するのが目的であるということから、アウトプット ベースと言えます。
一般に、メッシュ アーキテクチャでは、メッシュ ツリーのメッシュ AP（親/子 MAP）は、親と子の MAP 間のメッシュ接続用のバックホール無線上で、同じチャネルにアクセスします（ひとまず、拡張サブバックホール無線については忘れましょう）。一方、ルート AP はコントローラに有線接続され、MAP はコントローラに無線接続されます。そのため、すべての CAPWAP や Wi-Fi のトラフィックは、ワイヤレス バックホール無線および RAP によりコントローラに接続されます。物理的な場所という点で、通常の場合 RAP はルーフ トップに配置され、複数のホップにある MAP は、メッシュ ネットワークのセグメント化のガイドラインに基づいて、互いに間隔を置いて配置されます。そのため、メッシュ ツリー内の各 MAP は、各 MAP が同じメディアにアクセスするにも関わらず、自身の無線通信時間ダウンストリームの 100% をユーザに提供できます。これを非メッシュのシナリオで比較しましょう。アリーナでは、互いに隣り合わせの異なる部屋に存在するネイバーのローカル モード AP が、同じチャンネル上でそれぞれのクライアントにサービスを提供して、それぞれが 100% の無線通信時間のダウンストリームを提供することが考えられます。したがって、ATF は同じメディアにアクセスする 2 つのネイバー AP で適用されるクライアントを制御しません。同様に、メッシュ ツリーの MAP には適用可能です。屋外・屋内メッシュ AP では、Airtime Fairness は、ATF が現在非メッシュ ローカル・モード AP 上でサポートされクライアントにサービスを実行しているように、通常のクライアントにサービスする Client Access 無線上でサポートされなければなりません。さらに、Client Access 無線上のクライアントへの、またはクライアントからのトラフィックを RAP へ接続する（1 ホップ）、または MAP から RAP へ接続する（複数ホップ）バックホール無線においてもサポートされなければなりません。同じ SSID/ポリシー/ウェイト/Client Fair Sharing モデルを使用しているバックホール無線で ATF をサポートするのはやや微妙と言えます。バックホール無線には SSID がないため、常に隠れたバックホール ノードによってトラフィックを接続します。その後、RAP または MAP のバックホール無線では、無線通信時間ダウンストリームはバックホール ノードの数に基づいて等しく公平に共有されます。このアプローチは問題を取り除き、2 番目のホップ MAP に接続するクライアントが 1 番目のホップ MAP に関連するクライアントを止めたり、MAP の Wi-Fi ユーザが物理的な位置で分離されているものの、2 番目のホップ MAP がバックホール無線によって 1 番目のホップ MAP に接続したりする場合に、ワイヤレス メッシュ ネットワーク全体のユーザに公平性を提供します。このシナリオでは、バックホール無線が一般的な Client Access 機能を通じて通常のクライアントにサービスを実行するオプションを備えている場合、ATF は通常のクライアントを単一ノードとみなし、それらをグループ化します。ノードの数（バックホール ノード+通常のクライアントに対する単一ノード）に基づいて、無線通信時間ダウンストリームを等しく公平に共有することによって、通信時間が適用されます。次のセクションでは、このソリューションを設計に組み込む方法についての詳細を説明します。
より大きなメッシュ設計はこのようになります。
メッシュの ATF の設定
手順
ステップ 1 [Backhaul Client Access] を有効または無効に設定します。
ステップ 2 [RAP Downlink Backhaul] を、[5 Ghz] または [2.4 Ghz] に設定します。
ステップ 3 [ATF Policy] の [Weight] と [Client Sharing] を設定します
ステップ 4 [Enforcement Mode] の [AP]、[AP Group]、[Network] と [Enforcement Type] を設定し、[WLAN] と [Policy] を適用します。
ステップ 5 [Mesh Universal Access Client Airtime Allocation] を設定します。 > config ap atf 802.11a client-access airtime-allocation <5 - 90> <ap-name> override enable /disable > config ap atf 802.11b client-access airtime-allocation <5 - 90> <ap-name> override enable/disable
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