CSMA/CA

개요

Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance

유선 LAN 환경에서의 충돌(Collision) 감지는 전송 매체의 전위 변화로 알 수 있으나 (CSMA/CD), 무선 LAN 환경에서는 전송 매체(공기 등) 상에서 충돌 감지가 불가능하므로, 사전에 충돌을 가능한 한 회피(Collision Avoidance)하는 방식의 무선 전송을 위한 다원접속 방식

• Carrier Sense : 회선의 상태에 따라
• Multiple Access : 누구든 동시에 접근할 수 있으면서
• Collision Avoidance : 충돌을 검사하여 피하는 통신 방식

동작 절차

IEEE 802.11 의 기본 접근 방식인 DCF(Distributed Coordination Function)가 CSMA/CA 로 동작한다.

1. 보낼 프레임이 있으면 먼저 매체를 감지한다(Carrier Sense). 매체가 DIFS(DCF 프레임 간 간격) 동안 비어 있으면 보낼 수 있다
2. 매체가 사용 중이었다면 전송이 끝나고 다시 DIFS 만큼 빈 뒤, 매체가 비어 있어도 곧바로 보내지 않고 무작위 백오프 시간(슬롯 수 × 슬롯 시간)을 센다. 세는 동안 매체가 다시 바빠지면 카운터를 멈췄다가 이어서 센다
3. 백오프가 0 이 되면 전송한다
4. 수신 측은 프레임을 제대로 받으면 SIFS(가장 짧은 간격) 뒤에 ACK 프레임을 돌려준다. 송신 측은 ACK 를 받아야 전송 성공으로 보고, 받지 못하면 충돌로 간주해 백오프 범위(경쟁 윈도)를 두 배로 늘려 다시 보낸다

• SIFS 가 DIFS 보다 짧아서 ACK 가 다른 노드의 새 전송보다 먼저 매체를 차지한다
• 무선에서는 송신하면서 충돌을 들을 수 없고 숨은 단말 문제도 있어, 충돌 감지 대신 백오프·ACK·RTS/CTS 로 충돌을 피한다. 프레임에는 점유 시간이 적혀 있어 다른 노드가 그만큼 전송을 미룬다(NAV)

CSMA/CD 와 구별하기

구분	CSMA/CD	CSMA/CA
환경	유선 이더넷(IEEE 802.3)	무선 LAN(IEEE 802.11)
충돌 처리	전송 중 충돌을 감지하면 중단·잼 신호·재전송	전송 전 백오프로 충돌을 회피
매체가 비었을 때	곧바로 전송(1-persistent 등)	DIFS 와 무작위 백오프를 거쳐 전송
성공 확인	충돌이 감지되지 않으면 성공	수신 측의 ACK 프레임으로 확인

• 토큰 링·FDDI 는 토큰을 가진 노드만 보내는 토큰 패싱 방식이라 매체 경쟁과 백오프가 없다

같이 보기

• CSMA/CD