Cisco Connect Japan 2014:シスコ有線無線統合型アクセスファーストステップガイド

シスコ有線無線統合型アクセス
ファーストステップガイド
CC4-2
シスコシステムズ合同会社
システムズエンジニア
立川明子

Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.CC4-2 Cisco Public
はじめに
 シスコユニファイドアクセスソリューション
2
「ネットワークが遅い！」無線
LAN 利用者からの苦情の増加
「誰がどんなデバイスを
使っている??」
「管理プラットフォームがいっぱ
いで、管理しきれない！」
無線ＬＡＮ + 有線 LAN の
見直し
ネットワークでデバイスの
種類を見分けるインテリジェンス
全社展開したネットワークを
1 つのシステムで統合管理
新たなネットワークの課題対策のポイント
One Policy 、One Management 、One Network の理念に基づくインテリジェント
なネットワークプラットフォームを提供

Agenda
 Converged Access が生まれた背景
 Converged Access のメリット
 Converged Access の構成
3

Converged Access が生まれた背景

無線 LAN の動向
 無線 LAN 利用の常態化とトラフィック増加
– PC を含め有線ポートを持たないデバイスが増加
– スマートフォン、タブレットなど、個人による複数
台利用の増加
– ビデオなど、これまで有線利用が前提だったもの
を無線 LAN 環境で利用
5
2000年 2003年 2009年 2013年 2015年以降
11Mbps 54Mbps
1.3Gbps
450Mbps
3.5Gbps
IEEE
802.11ac
(Wave1)
IEEE
802.11ac
(Wave２)
IEEE
802.11n
IEEE
802.11g
Source: MM総研、ICT総研
無線LAN規格
スループット
向上
2019年に
1億台超え(予測)

スマートデバイスに欠かせない無線 LAN インフラ
 重要度：無線 LAN は、スマートデバイスソリューションの重要な構成要素
 信頼性：中小規模でも価格優先のコンシューマクラスのアクセスポイントから
信頼性を重視したエンタープライズグレードのアクセスポイントへ
 規模拡大：従来の会議室、役員室のみ、といった限られた範囲での利用から、オフ
ィス全体の無線 LAN 化によりアクセスポイント数十〜数百台規模に拡大
 エリア拡大：利用エリアもオフィスのみならず、工場／倉庫／店舗／屋外へと拡大
 拡張性：無線 LAN を通信手段だけではなく、位置情報を活用したビジネスの拡大
無線 LAN の依存度、重要性とエリアの拡大
6
有線、無線を使い分ける時代のネットワークに求められるもの
• システム全体としての有線と無線のスケーラビリティ
• 有線、無線トータルでのトラフィックの可視化と制御
• 有線と無線で一貫性のあるポリシー

自律型
Autonomous
フレックスコネクト
中央集中型
Centralized
統合型アクセス
Converged Access
トラフィックを AP で転送トラフィックを
コントローラで転送
トラフィックをスイッチで転送自律型 AP
無線 LAN 導入モード
7
ターゲットの
位置付け
小規模ワイヤレス
ネットワーク
ブランチキャンパスブランチ/キャンパス
要件無線のみ無線のみ無線のみ有線および無線
メリット
• 小規模ネットワークにお
いては、シンプルで費用
対効果が高い
• 多数のリモート拠点に対
してスケーラビリティが
高い
• DC にコントローラを設
置することで、シンプル
な無線LAN運用が可能
• 無線 LAN の集中管理に
よるシンプルな運用
• コントローラで無線 LANト
ラフィックを可視化
• 有線と無線で共通の運用
• 一つの OS (IOS)
• 全てのネットワークレイヤでトラフ
ィックを可視化
• パフォーマンスを最適化
• シンプルな構成
注意点
• RRM に制限あり、
不正 AP 検知ができない
• L2 ローミングのみ
• WAN 帯域と遅延の要件
に注意
• コントローラにトラフィック
が集中するためスループ
ットに注意
• アクセスポイントは統合型アクセ
ススイッチに接続
AP
コントローラ
AP
コントローラ
W A N
AP
AP
スイッチに
コントローラ
を統合

Converged Access のメリット

Converged Access のメリット 1
ハードウェアによる高速処理
9
Stack出力キュー
スケジューラー
再循環
モジュール
入力
FIFO
出力
FIFO
パケット
リライト
出力
フォワーディング
コントローラ
入力
フォワーディング
コントローラ
物理ポートパケット
バッファ
Stack入力キュー
スケジューラー
CPU
Unified Access Data plane (UADP) ASIC
 有線、無線を同一の HW (ASIC) 処
理の仕組みへ統合
 低遅延スイッチング
 柔軟な拡張性

 Cisco IOS-XE アーキテクチャ
1 つの OS による運用
10
Linux カーネル
共通管理インフラストラクチャ
ホスト
アプリケーション
Wireshark
Wireless LAN Controller
etc…
機種依存ドライバ
Cisco IOS
共通管理インフラ
機種依存ドライバ
カーネル
機能コンポーネント
IOSd
(IOS daemon)
マルチコア CPU への対応
柔軟な運用管理の移行(既存 IOS と同様の感覚)
各プロセスの独立性を確保し可用性を向上
ホストアプリケーション/サービスの追加柔軟性向上
ハードウェアへの柔軟性も向上

 Centralized モードにおける QoS
有線 / 無線の同一のポリシーによるトラフィックコントロール
コントローラトンネル内を流れる
無線トラフィックは、有線接
続のトラフィックと別のポリシ
ーとサービスを適用
無線トラフィッ
クの QoS ポリ
シー動作箇所
Marking
Policing Queuing
Trust
有線接続の
QoS ポリシー
動作箇所
11

 無線の収容ポイントでの細やかな QoS
– 無線トンネルの終端ポイントのため、ネット
ワーク全体等を通して、有線/無線ネットワ
ークのトラフィックを区別なく取り扱い可能に
する
 帯域制御
– Approximate Fair Drop（AFD) 帯域管理に
よってクライアント、SSID、端末レベルで
NRT トラフィックの正当な処理を保証
 無線インターフェースの QoS
– SSID 毎、クライアント毎のポリシングが可
能 (up link/down link とも可能)
– ダイナミックなクライアントベースの QoS、
セキュリティを可能にする AAA をサポート
– SSID 毎の帯域管理
有線 / 無線の同一のポリシーによるトラフィックコントロール
Converged Access Wireless QoS
DMZ
ISEPrime
Catalyst
3850/3650
Employee Guest
BRANCH
WAN
スイッチ
コントローラ
Marking Policing
12

 Deep Packet Inspection 機能 (無線トラフィック向け)
– 1000 以上のアプリケーションを識別、コントロール可能
 効率の良い無線 LAN 環境の提供が可能
 予兆管理や迅速なトラブルシューティングにも有効
アプリケーションの可視化: Application Visibility Control (AVC)
13
Deep Packet inspection
機能によりアプリケーションを識別
トラフィックトラフィック
アプリケーション単位で QoS の
マーキング処理やトラフィック
コントロールを実現
識別したアプリケーション情報を
監視ツールへ送信
ビデオ SNS
IP 電話
アプリケーション
Web
メール

AVC 機能利用例
Application Visibility and Control （AVC)
認証 OK
無線 LAN ユーザ
IT管理者
いろいろ調べたけど分からないなぁ。
最近この手のクレームが増えた。
みんな、色々なデバイスを利用してる
から、パフォーマンスの問題かな?
といっても、何に使ってるのかな?
また遅くなった。無線LAN
は、どうなってるんだ!?
SSID 毎のアプリケーション
統計を調査
このユーザが「XXXアプリ」を使いすぎている
下りの帯域で「XXXアプリ」の
トラフィックが異常に多い
業務に関係ない「XXXアプリ」はブロックにしよう
一部のユーザが帯域を
占有していて、無線
パフォーマンスが劣化
無線デバイス数は増加し
続けており、どのように
利用されているかも管理
できず、問題の長期化
IT 管理者
AVCを利用
14

 Cisco IOS-XE で、パケットア
ナライザプログラム Wireshark
（旧名 Ethereal）をサポート
– リモートからコマンドラインにて
Wireshark を設定し、キャプチャ
を実施
– キャプチャ結果は、.pcap 形式で
装置の内臓メモリや USB Flash
に保存可能
トラフィックの可視化: パケットアナライザ (Wireshark)
15
Cisco Catalyst
3850
アクセス
ポイント
アクセス
スイッチ
コア
TFTP 等

Wireshark の無線 LAN への利用ケース
16
uplinkGi1/0/1
Gi1/0/3
(CAPWAP0)
Gi1/0/4
Local Mode AP Sniffer Mode AP
uplinkGi1/0/1
Gi1/0/3
(CAPWAP0)
Gi1/0/5
Local Mode AP Access Switch
Cisco Catalyst
3850
キャプチャポイント
有線、無線どちらでも利用可能
AP の sniffer mode を利用すれば
無線インフラの有線側だけでなく
無線空間のキャプチャも可能

Converged Access スイッチ
Cisco Catalyst 3850 シリーズ
17
StackWise480 (480Gbps)
StackPower
UADP ASIC 搭載 (無線コントローラ搭載)
Stack あたり 50AP/2000 クライアント
スイッチあたり 40Gbps(無線)
10/100/1000x 24,48ポート
ノンブロッキング/フルPoE+/EEE
アップリンクモジュール
(10G x4, 1G x2/10G x2, 1G x4)
StackWise480
冗長ファンモジュールx3
OIRサポート
StackPower
冗長電源
OIR サポート
AC/DC AC100V 対応
AC 電源:
350WAC/715WAC/1100WAC
(1100W のみ115V)
DC 電源: 440WDC

Cisco Catalyst 3650 シリーズ
18
UADP ASIC 搭載 (無線コントローラ搭載)
Stack あたり 25AP/1000 クライアント
スイッチあたり 40Gbps (無線)
固定アップリンク
(10G x4, 1G x2/10G x2, 1G x4)
10/100/1000 x24/48 ポート
ノンブロッキング/フル PoE+/EEE
StackWise160 冗長ファンx3
OIRサポート
冗長電源
OIR サポート
AC/DC AC100V 対応
AC 電源:
250WAC/640WAC/1025WAC
(1025Wのみ115V)
DC 電源: 640WDC
Stack モジュール/ケーブル
(Cisco Catalyst 3850との互換
性なし)

Cisco Catalyst 4500 Supervisor 8-E
19
4500-E シャーシ
のみサポート
8 SFP+ 10G/1G Uplinks
LISP 機能 Ready
マルチコア CPU
928GE キャパシティ
(各スロットへ 48G 提供)
•Cisco IOS-XE の採用
•Flexible NetFlow サポート
• NBAR-Lite for Application Visibility

Converged Access コンポーネント
Mobility Controller
ローミング、電波調整などの集中
制御を行う
Mobility Agent
無線/有線の統合ポイント
無線トンネルを終端
MTE MTE
SPG SPG SPG
Sub-domain Sub-domain
Mobility Group
SPG: Switch Peer Group
複数の MA で構成されるグループ(最もローミングを必要とする AP によるグループ構成)
Sub-domain
1 つの MC と複数のMAで構成されるグループ
Mobility Group
複数の MC により構成されるグループ
MTE: Mobility Tunnel Endpoint
MC に実装され、Mobility Group 内のローミング時のトラフィック転送等のサービスを行う
MC
MA
MC MC
MA MA MA MA MA MA
21

装置毎のスケーラビリティ
22
Cisco Catalyst
3650
Cisco Catalyst
3850
Cisco 5760
Wireless
Controller
(CT5760)
Mobility Controller Mode Yes Yes Yes
Mobility Agent Mode Yes Yes N/A
収容アクセスポイント数 25(Per-stack) 50(Per-stack) 1,000/600
AP スケール (Per-domain) 200/50 250/100 72,000/1,200
サポートするクライアント数 1,000 2,000 12,000/7,000
モビリティドメインあたり MC 数 8/2 8/2 72/2
サブドメインあたり MA 数 (Per MC) 16/8 16/8 350/32
赤文字が、IOS-XE3.6 時点での構築デザインガイドライン(推奨値)です。
オフィスビルの約 8 割強が 50AP 以下で無線 LAN を展開 (Cisco 統計) しています。

Converged Access 装置における冗長構成
スイッチの装置冗長機能による、ワイヤレス機能の冗長
 Cisco Catalyst 3850 – StackWise-480
 Cisco Catalyst 3650 – StackWise-160
- マスタースイッチによるコントロールプレーン処理
- 1+1 Stateful redundancy (SSO)
- 分散された L2/L3 フォワーディング処理
- IOS HA フレームワークに準拠した L3 プロトコル処理に準拠した
L3 プロトコル処理
23
Interfaces
L2
L3
QoS
Interfaces
L2
L3
QoS
Wireless
Wireless
S
A
スタンバイスイッチは、ホットスタンバ
イ状態
プロトコルステート、転送テーブル、コ
ンフィグをスタックインターフェースを
介して同期
M
M

ディストリビューション
レイヤ
ディストリビューション
レイヤ
無線アクセスポイント収容スイッチの位置づけ
 無線クライアント数の増加により、無線 LAN トラフィックも増加
 802.11ac においては、AP〜スイッチ間のトラフィックは 1Gbps 近くに到達
 各 AP に数十台の無線クライアントが接続
→ 802.11ac の AP はアクセススイッチに相当
24
アクセスレイヤ
Catalyst3850/3650
Catalyst3850/3650
アクセスレイヤ

Converged Access 構成例 1
 MC/MA を 1 組の Cisco Catalyst 3850/3650 で構成
 1 フロアで構成されるようなキャンパス向け
 ローカルにてトラフィックを処理することにより WAN 回
線の帯域を節約
 有線と無線に同様の QoS、WAN 最適化装置、
NetFlow 機能を使用可能
 Layer 3 ローミングのサポート
 Video トラフィック、マルチキャストトラフィックの最適
化をサポート
 スタック機能を使用したMC/MA 冗長化 – WAN 回線
(センターとの接続障害)やスタック内のスイッチの障害
時でもワイヤレス接続を確保
小規模拠点構成
MC MA
Internet / センターサイト
Cisco Catalyst
3850/3650
無線トンネル
無線トンネル終端ポイント
WAN router
Access SwitchAP
25

Converged Access 構成例 2
小/中規模拠点構成
SPG
MC MC
• ワイヤレスコントローラ専用の装置を使用せず、
MC/MA を構成する Cisco Catalyst 3850 でサブド
メインを構成し、さらに Mobility group を構成
• 複数フロアを跨る様なキャンパス向け
(MC あたりの MA が 8 台を超える場合の構成)
• 有線と無線に同様の QoS、WAN 最適化装置、
NetFlow 機能を使用可能
• Layer 3 ローミングのサポート
• Video トラフィック、マルチキャストトラフィックの最
適化をサポート
• スタック機能を使用した MA/MC 冗長化 – WAN
回線 (センターとの接続障害) やスタック内のスイッ
チの障害時でもワイヤレス接続を確保
Mobility
group
Internet / センターサイト
Cisco Catalyst
3850/3650
WAN router
Core Switch
MA MAMA MA
無線トンネル
無線トンネル終端ポイント
26

Converged Access まとめ
 Converged Access とは
– 無線 LAN の導入方式の 1 つ。無線、有線を統合する方式
– スイッチで AP を集中管理 (無線トンネルを終端する)
 Converged Access のメリット
– 802.11ac の普及や無線端末増加に伴うトラフィックを最適化
– 有線/無線を意識しないでトラフィックをコントロール
– シンプルなネットワーク構成
 Converged Access の構成
– Mobility Controller/Mobility Agent をどこにするかがポイント
– AP はアクセススイッチとしてネットワーク構成を検討
27

参考情報
 シスコユニファイドアクセス
http://www.cisco.com/web/JP/campaign/134_unifiedaccess/index.html
 シスコユニファイドアクセステクノロジーの概要：統合型アクセス
http://www.cisco.com/web/JP/product/hs/switches/cat3850/prodlit/white_paper_c11-
726107.html
 シスコサポートコミュニティ
(「Cisco Roadshow ～Wirelessの陣～」 (2014 年 9 月実施トレーニング) 資料)
https://supportforums.cisco.com/document/12294361/cisco-roadshow-wirelessnozhen-
zuo-xue-zi-liao
 Cisco Catalyst 3850 コンフィグレーションガイド
http://www.cisco.com/c/en/us/support/switches/catalyst-3850-series-switches/products-
installation-and-configuration-guides-list.html
28

無線 LAN 接続方法 (展示会場)
30
SSID: 2014CiscoConnect
セキュリティ：なし
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