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WiFi が不安定なときの確認事項(自宅・オフィス編)

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Last updated at Posted at 2018-01-24

リモート時代のソフトウェア・エンジニアのための Wi-Fi 切り分けリストと基礎知識

Wi-Fi の調子が悪い。ちょっと見てくれる?

「通信はできるものの遅い」「Wi-Fi の反応がない」と、ただのプログラマーなのにただの██屋と思われているのか、「みて欲しい」と言われたときの切り分けと説明のボキャブラリー集です。

もちろん、ここに記載している内容はインフラ屋さんから見れば基本中の基本で、より厳密に説明すると異なることもあります。しかし、ソフトウェア・エンジニアとして知っておきたい知識、つまり「●●を試してどうか」の切り分けと、解決した場合の「直った理由」(考えられる原因)をリストアップしています。

主に「物理的な切り分け情報」をメインに記載しています。ソフトウェアの設定に翻弄されるに潰す要素としてご利用ください。なお、無線 LAN のうち IEEE 802.11(俗に言う Wi-Fi。以下 WiFi)に準拠した a b g n ac を対象にしています。

また、思い出したら適宜追加して行きますが、追加項目・修正事項があれば遠慮なく編集リクエストくださーい。

合わせて読みたい

銀の弾丸なんてない

まず、アホみたいな話しなのですが、大前提として再認識しておきたいことがあります。それは、どのような対処をするにしても「銀の弾丸なんてない」ということです。

つまりです。

電源の再投入が一番近いし、確かに効果も大きいのですが「治して」はいません。根本的な原因を解決しないと必ず再発しますし、下手をすると機器を傷め(機器の寿命を縮め)、発生頻度が年々高くなります。

とは言え、

ぶっちゃけ、こんな長ったらしい記事を読むより、(規格の進化含め)ルーターの寿命 3 年・ケーブル 5 年と割り切って、総入れ替えした方が良いです。例えば WiFi をメッシュ・タイプにしたり、LAN ケーブルを CAT6A の新しいものに入れ替えするなどでも激変します。

よくわからない場合は、👌お金💪ちから で、プロバイダの再検討含め、配線からルーターまで「プロにお願いして総入れ替えした方が早いし、速い」です。まじで。

と言うのも、です。

WiFi ルーターの再起動は、PC の再起動と変わりはありません。そして WiFi の速度改善は、PC で言うところの CPU 温度だったり、タスクマネージャーやプロセス一覧を見て不要な常駐アプリやサービスを探すようなものです。

つまり「遅くなる理由」を考え、「原因を追求」して、逆算しながら 1 つ 1 つ懸念をつぶしていくことで総合的に対処するようなものです。正直、知識があっても面倒臭い作業なのです。

ルーターの正体
忘れがちなのですが、ルーターと言えどパソコンと同じです。分解してみるとわかりますが、HDD のない、複数 LAN ポートの付いた SBC に、メーカー独自のルーター・アプリを入れてるようなものです。

つまり、遊んでいるパソコンに、ネットワークボード・WiFi ドングルなどを載せて、ファイアーウォールやルーティングのソフト(例えば pfSenseOPNsense など)を入れれば、高性能ルーターも自作出来ます。しかし、1〜2 万で買えるホームルーターの方が「色々と楽」というだけなのです。

逆に言えば、です。

大抵がプラスチック筐体なので、「ミニ PC をタッパーに入れてたら、放熱不足で動作が不安定になった」と同じ話しだったりします。

また、メモリが必要になっても、HDD がないので当然スワップできません。つまり、ホールド(保持)できるメモリの容量にも制限が発生するため、ゴミデータがメモリに溜まるだけでメモリ不足になり、動作が不安定になって当然といった認識です。

このことから、PC が不安定になる要素はルーターにも言えます。そして、その典型が放熱、パワー(電力)、メモリの不足なのです。

何が効くのか弾丸の種類を知る

経験上、ネットワークの遅延にはくせがあります。自分のネットワークの癖を見つけ出せれば、WiFi であっても必ず安定したネットワークになって行きます。

この記事では、そういった「切り分けのボキャブラリー集」の 1 つ(切り分けの要素をまとめたもの)として書いています。

とは言え、たくさんの要素があり、それらの組み合わせの問題であるため可能性は膨大です。当然、要素やパターンも一回で覚えられるものでもありません。この記事は「あー、それがあったか」的な使い方が良いと思います。そして、気になる用語や事項が出てきたら、さらに掘り下げてみてください。

モノの原則
パソコンであろうが、家電であろうが、家具であろうが、車であろうが「モノを長く使い続けるにはメンテナンスが必要で、安く済ませるためには知識が必要」です。そして、早く済ませるには経験と知恵が必要です。知識や経験を得る時間がない人は、プロにお願いして時間を買うしかありません。しかし、時間をかけて、試行錯誤して得た、切り分けのノウハウは末長くモノを使い続ける本当の意味でサステナブルなものだと思います。

切り分けに必要なポイント集

始める前のポイント

  1. 俺様ネットワーク図を書いておく
    • 作業を始める前に「自分が認識しているネットワーク図」を書いておき、作業しながら校正していくことで、ボトルネックが見つかる
  2. ネットワーク機器の情報を一箇所に押さえておく(型番・マニュアル・対応通信速度や MAC アドレスなど)
    • ネットワーク図にメモ書きでもよい
    • 機器のマニュアルや同梱品はバインダーで整頓するよりも、機器ごとに付属品も一緒に A4 サイズのジップロックにまとめて入れておき、段ボールに入れて整理しておいた方がシンプルに管理できて実用性が高い
  3. 自宅やオフィスの点検口内がどのようになっているか知っておく
    • LAN がマンション・タイプの場合は、多くは玄関の靴箱や風呂場などの点検口付近に基幹からの LAN ケーブルが引き込まれています。そこに、ルーターや各部屋の LAN くちに分配する Hub が設置されています。後付けでインターネットを引いた場合は、一般的に弱電盤付近に設置されることが多いです

「点検口?」と思い、点検口の画像を見て「え?あれって居住者が覗いていいの?」と感じるかもしれません。スカートの中を覗くような背徳感と言うか。
しかし、それはパソコンやサーバーの筐体を開けられるものとは知らず、開けると壊れると思い込むようなもので、自分の敷地内であれば問題ありません。もちろん、そこに見える謎のケーブルやパイプなどは無闇に触ってはいけませんが、業者さんに限らず利用者が建物内部の状態をチェックすることができ、経年劣化の早期発見につなげるためのものなのです。

ネットワーク図のコツ

ネットワーク障害のトラシューで重要なのは、実はネットワーク図が頭に絵描けるかだったりします。どの程度描けるかで後工程の切り分けが格段に変わります。

コツとして、「雑記帳」として俺様専用のノートを用意しておき、あとから清書するつもりでメモ書きから始めることをオススメします。

「見開きを 1 日」として日付を付け、日記のように時系列に記録します。この時、過去のメモを修正したい場合は、新しい見開きに書き直します。多少スカスカでもノートを贅沢に利用するのがコツです。最初は面倒ですが、何度も書き直すことでトラブル時の勘所かんどころがつかめるようになります。

また、機器の型番やメーカーなどの普遍的・変わることがない情報は、ノートの最後のページから逆方向に記録しておくと勝手が良いです。

なお、このノートはです。字の汚さや漢字などが気になり、最初からツールなどを使って。

特にツールのオブジェクト選択など「(この機器の記号はこれでいいのかな)」などと、他人への見栄えといった無駄なことに悩む時間が増え、バイアスがかかったり切り分け後の更新が面倒です。

確かに後続の人のために綺麗に残すことは大事ですが、何度も書き直したもの(最後のページが最新の情報とわかるもの)の方が役に立ちます。ログと同じです。

ぶっちゃけ、ネットワークの改善は試行錯誤です。「ベストエフォート」の回線速度に対して「諦めんなよ!諦めんなよ、お前!!」と、限界までポテンシャルを引き出そうとする行為だったりするのです。

時間がない場合に最初にできること

いざ WiFi 速度改善に取り組むと、意外なほど、意外なことに時間を食われます。そこで「前準備」的に先に以下を実施しておくと、後々の作業が格段に楽になります。

  1. 各部屋でインターネット速度テストを朝昼晩と実施して複数回ぶん記録しておく
    • ラズパイや眠っている PC があれば、ローカルで SpeedTest サーバを立てて、家内 LAN の速度測定もしておくと、プロバイダ側の速度に問題があるのかの役に立つ
  2. 一旦、全ての機器を取り外し綺麗に配線・設置しなおしておく
    • この時、見栄えより、後日ケーブルや機器交換がしやすいようにすることを念頭に置く
    • その際、電源アダプターに本体の情報がない(アダプターを見ても、どの本体用かピンポイントにわからない)場合は、サインペンやテプラなどで明記しておく
  3. ルーターをリフレッシュしておく
    • 工場出荷時に戻しファームウェアを最新にした後、WiFi アクセスポイント名とパスワードを別の新しい設定に変更し、各 WiFi 機器のネットワーク設定をクリアして再設定しておく
  4. 上記を行なう際に、機器情報をメモしておく

これらを事前に実施しておくだけでも、意外に効果があります。特に、電源や LAN ケーブルがスパゲティのように絡んでホコリまみれになっていたり、ルーターや HUB が所狭しと密集して設置されているものをスッキリとさせておくだけでも本格作業が格段に捗ります。

推測するな、測定せよ (脳内ネットワーク図に速度の濃淡が見えてきたらメッケもの)

「測定せよ」と言うのは、我々の業界でも良く聞くフレーズです。計測データを元に「何が問題か」「どこに問題があるか」のカウンセリングを行い、まずは問題箇所を明確にします。次に解決法を考え、解決法を 1 つ 1 つ実施して潰して行き「測定の前後によって判断せよ」というものです。

と言うのも、前述したように「WiFi が遅い」というのは体感的なものです。「プロバイダが提供している速度以上の速度は出ない」と頭では理解していても「月々うん千円も払っているのに」という気持ちが勝ってしまうものです。

しかし「遅いと感じているのは自分だけ」ということもあります。例えば同じマンションの他のファミリーは「特に不満はない」という場合や、有線だと問題なかったりする場合です。その場合のプロバイダ変更は(マンションにとって)正当性は弱いことになります。

これだけではありませんが、常に計測する習慣をつけることで、頭の中に自宅やオフィスのネットワーク図が出来上がり、どこらへんでデータの流れが滞っているのかといったものが見えてくるようになります。

そうすると、自然とネットでチェックする機器が絞れてくるので、後はセールなどで勢いで買い換えることです。(って勢いかーい Σ👋 バシッ)

注意するポイント

  • 3 大配慮ポイント

    1. 放熱
    2. 配線
    3. 電波干渉
  • ハード面

    1. 電圧(タコ足配線などによるパワー不足)
    2. 発熱(放熱不足による CPU などの熱暴走)
    3. 発熱(放熱不足によるコンデンサーの劣化
    4. 電源の極性(コンセントの向き)
    5. 電源ノイズ(によるパケット落ち)
    6. 干渉(複数ケーブルの隣接による漏話のパケット落ち)
    7. 干渉(電源とLANのケーブルの隣接による漏話のパケット落ち)
    8. 干渉(携帯電話の着信や SMS など、強いシグナルを頻繁に送受信している機器がある)
    9. 衝突(複数の AP が近すぎる)(AP = アクセスポイント。以下 AP)
    10. 衝突(2.4GHz帯の機器が多く混雑している)
    11. 距離(2.4GHzのつもりで5GHz帯を使っていて電波が弱くなっている)
    12. 切り替え(WiFi 規格混在による 802.11b/g/n/a/ac のアンテナの奪い合い)
    13. 切り替え(複数 AP 名が各々違うため、遠くの AP につながったまま)
    14. 切り替え(気象レーダーを検知して DFS が働き 5GHz が 30 分動かない)
    15. 経年劣化(ケーブル類のサビなどによるノイズ発生)
    16. 経年劣化(コンデンサーが破裂しそうになっている)
    17. 経年劣化(HUBなどで特定のポートが接触不良を起こしている)
    18. 断線(ケーブルがドアや扉などに挟まっており、実は銅線1本でかろうじてつながっている)
    19. 断線(壁内のケーブルがネズミに噛まれており、実は銅線1本でかろうじてつながっている)
  • ソフト面

    1. 同時接続(AP の瞬間・・同時接続数を超えており接続順番待ちが発生している)
    2. IP アドレス(DHCP と固定 IP でアドレスの奪い合いが発生している)
    3. IP アドレス(特定の時間のみ知らない DHCP サーバが起動しているなど)
    4. IP アドレス(IPv4 and/or IPv6 の割り当てに失敗している)
    5. IP アドレス(プロバイダが IPv4 only なのに IPv6 で外部接続をトライしている)
    6. MAC アドレス(起動するたびにランダムな MAC アドレスを割り当てる端末を使っている)
    7. データの流れ(WAN 側からのアクセス過多はないか)
    8. データの流れ(LAN 側からのアクセス過多はないか)
    9. アップデート(セキュリティ・アップデートのアップデート指示待ちによるブロック)
    10. アップデート(ファームウェアなど、アップデート後の再起動待ちによるメモリ不足)
    11. アップデート(ファームウェアのダウンロード/ダウンロードの失敗でリトライしている)
    12. アップデート(クライアント側でバックグラウンドでアップデートが始まっていただけ)
    13. 不要な AP の登録過多(移動中に無料 WiFi が登録されてたなど)
    14. 時刻(ルーターの本体時刻が合っていない)
    15. 認証(WiFiの再起動などにより、相互の接続やセッションの情報に不等号が発生している)
    16. 認証(AP/ルーターなどの NTP が正しく動いておらず接続の認証ファイルが無効になる)
    17. 認証(認証データの破損。AP/ルーターの暴走などによりセッション情報が壊れた)
    18. MTU 値(高いほど良いと聞いて、適正値に設定していない)
    19. バッファ容量(通信機器のメモリ内にゴミデータが溜まっている)
    20. バッファ容量(ルーターの DNS キャッシュがパンパン)
    21. 常駐アプリやサービスなどのプログラム側の不具合
    22. 名前解決(DNS か Bonjour か)
    23. ネットワーク設定(DNS/MTU などの設定変更)
    24. セッション(省エネモード、スリープやスタンバイからの復旧時に繋がらない)
    25. セッション(通信中に Wifi を再起動するとアプリを閉じないと繋がらない)
    26. OS の速度制限(Android など、従量制・定額制の通信設定が働いて速度制限されている)
    27. プロバイダー(プロバイダーや管理会社側の設定ミス。マンションタイプなどに多い)

疑うポイント

  1. 電源アダプターが同メーカーの他の類似機器のものと入れ替わっていないか疑う
  2. 熱暴走していないかを疑う
  3. 熱暴走によりメモリにゴミデータが溜まり、バッファ容量が減っていることを疑う(∴ 再起動が必要なパターン)
  4. 機器でなく、配線やコンセントの電源系統を疑う
  5. ノイズが入ることでパケット落ちしている可能性を疑う(WiFiは電源ノイズが大敵
  6. 交流でもコンセントには挿す向きがある
  7. 機器側にも挿す向きがある
  8. LED照明と可変照明を疑う(そもそも LED はノイズを発して発光するため)
  9. タコ足すると本体の温度が上がる(∴ 熱暴走しやすくなる)
  10. 設定を疑う(ユーザーがよくわからない中で変更したなど)
  11. 自分のマシンだけで発生しているか疑う(ネットワーク全体でなく個別の問題)
  12. 最終的にプロバイダや管理会社すら疑う

メーカーのスペック

基本的にメーカーは嘘を言いません。しかし、また同様に「想定する範囲内で正しいことを言っている」とも言えます。

つまり、メーカーのスペック通りの速度や安定性、もしくは「再起動しなくても動く」というのは、すべて取り扱い説明書に書かれた想定範囲内での使用に限るのです。

ラズパイと UQ-Wifi で配信サーバー作ったwwww」と友達に渡したら「チョモランマの頂上から配信できなかった」と言われるようなものです。

また「ルータを手で触っても『思ったより暖かいな』くらいだったから大丈夫だと思った」というのも、プラスチック筐体で暖かいということは、本体基盤(特に CPU)は触われないくらい熱いということです。つまり「規定温度以上で常時運転していた」ということで、熱暴走だけでなく、コンデンサが膨張する原因にも繋がります。

これは意外に重要なので、です。コールセンターに問い合わせるとしても、対応が長引くと使用条件を網羅しているか必ず確認されるからです。

便利なポイント

WiFi やネットワークの設定に翻弄される前に、まずは以下の 3 点の懸念事項を中心に「先に潰しておく」ことをおすすめします。

  1. 電源の極性を正確に合わせること
  2. 消費電力の変化やノイズの多い機器と電源を一緒にしないこと
  3. 本体温度を動作保証範囲内に収めること

あると便利な道具

以下は、なくても良いのですが、あると便利なものです。

  1. Android 持ちなら WiFi Analyzer 系のアプリがチャンネル干渉や電波強度のチェックに便利。Windows 使いなら ping と並んで netsh も知っておいた方がいい。
  2. テスター検電ドライバーがあればコンセントや電源の極性を簡単にチェックできるので便利
  3. LANポートと WiFi の付いた SBC

知っておくと助かる基礎知識

建設業者の電気屋さんに LAN 配線を頼んでいる場合の注意点

壁裏や床下の LAN 配線

LAN 配線や LAN くちのアウトレット1などは弱電工事なので(知識があれば)無免許で誰でもできます。しかし、マルチコンセント2に電源コンセントがある場合は、100V 以上の電源を扱う強電工事になり資格がないと違法になります。そのため、知識があっても電源付きマルチコンセントの場合は電気屋さんに施工をお願いする必要が出てきます。

しかし、電気屋さんは電子屋さんではないため、ルーターなどの精密機械に関する知識は必須ではありません。中小の電気屋さんは死活問題もあり勉強されているケースもありますが、「プログラムができるからハードもできる」みたいな扱いはやめましょう。そのため、「要件」は工事前にきちんと確認する必要があります。

基本(最初の切り分け)

AC/DC アダプタが同梱品でない場合、同梱品に戻してどうか

WiFi ルーター(以下AP)を再起動してどうか

特定クライアントのみの現象であるか

接続済アクセスポイントの登録で不要なものを削除してどうか

iOS/macOS の場合、ネットワーク環境を作りなおしてどうか

アクセスポイントの再設定(削除 → 設定)してどうか

AP のファームウェアアップデート → 再起動してどうか

ONU → ルーター → AP の順に再起動してどうか

どこかの LAN ケーブルが挟まっていたり噛んでいないか確認してどうか

電源関連の切り分け

LAN ケーブルと電源ケーブルを束ねていたら離してみてどうか

コンセントに直刺ししてどうか(タコ足配線しないでどうか)

電源コンセントの挿す向きを左右逆に挿してどうか

電源タップに挿さっているコンセントのアースの向きを統一してどうか

他の電源系列から電源を供給してどうか

ちょっと時間や作業が必要な切り分け

時間帯によってクライアント数が増えていないか

他のメーカーのWiFiデバイス(クライアント)で試してどうか

HUB やルーターを室外/設置エリアから出してどうか

HUB やLAN ケーブルを Cat6 以上に交換してどうか(できれば●ギガビット対応のもの)

マルチコンセント(壁)のLANくちを使わずルーターから AP に別途 LAN を引っ張ってきてどうか

WiFiの周波数を 2.4GHz → 5GHz のみに固定してどうか

すでに 5GHz の場合、チャンネルを 34〜48 ch内に固定してどうか

複数アクセスポイント(AP)がある場合

各 AP のチャンネルが重ならないように変更してどうか

各 AP 間の距離を離してしてどうか

各 AP のチャンネルが被らないようにし SSID とパスワードを統一してどうか


所感

何故かハードも得意と誤解されがちなソフトウェア・エンジニア。

「パソコン得意なんだろ」という理由だけで、WiFi ルーターの設置をさせられ、「不安定だ」とクレームを受け、出向作業が何故かヘルプデスクになってしまい作業が進まない、でも「知ってる」けど「知らないと言えない」世知辛い IT フリーランサーのためのチェック事項です。

  1. 【アウトレットとは】 建築業界などの場合の「アウトレット」は、配線などの差込口全般のことを言います。主に壁面の電源コンセント、アンテナ、LAN くちなどを指すことが多く「配線の出口」的な意味合いが強いです。"Let it out" と覚えるといいかもしれません。「アウトレットのイメージ」@ Google。ちなみに類語に「タップ」がありますが、タップは電源の延長ケーブルのような壁面でないタイプの配線の出口を言います。和製英語の「テーブルタップ」の略です。

  2. 【マルチコンセントとは】 マルチメディア・コンセントとも呼ばれる。壁面コンセントなどのアウトレットのうち、電源だけでなく、アンテナや LAN 用のくちが付いているタイプのコンセントのこと。「マルチコンセントのイメージ」@ Google

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