문. CSMA/CD와 CSMA/CA

문. CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)와 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)

답.

1. 개요

- CSMA/CD는 IEEE 802.3 이더넷 LAN에서 사용되는 매체접근방식

- CSMA/CA는 IEEE 802.11 무선 LAN에서 사용하는 매체 접근 방식

- CSMA/CD는 동일 LAN에서 Carrier Sense 후 전송하며 CSMA/CA는 NAV Sensing 후 전송함

*NAV(Network Allocation Vector): 매체 사용예약 타이머 역할)

2. CSMA/CD와 CSMA/CA 개념도 및 특징 비교

가. 개념도

<그림. CSMA/CD와 CSMA/CA 개념도>

- CSMA/CD는 반송파 충돌이 감지되면 재전송을 수행

- CSMA/CA는 일정 시간이 지난 후 NAV RTS(Request to Send)를 보내어 재전송 수행

나. CSMA/CD와 CSMA/CA 특징 비교

구 분	CSMA/CD	CSMA/CA
매체접근방식	충돌검출 후 전송	충돌 회피 후 전송
표준화	IEEE 802.3	IEEE 802.11
전송지연	발생	발생
장치 비용	고가	저가
적용	LAN	무선AP
특징	부하량 증가 시 효율저하	에러 제어 용이

- CSMA/CD의 경우 지속적으로 통신 상태를 확인해야하며 CSMA/CA는 데이터 발생 시에만 확인함

3. 유/무선 매체 접근 방식 고려사항

- CSMA/CD에서는 사용자 증가 시 Collision Detection에 의해 지연이 발생하므로 L2스위치로 VLAN구성을 통해 Collision Domain을 분리

- CSMA/CA에서는 무선 구간에 전송량 증가 시 전송대기 시간이 증가

-> 고속변조방식이나 넓은 대역폭 사용 필요

4. CSMA/CA의 Hidden Node 문제

- Hidden Node는 AP를 중심으로 자신의 Carrier Sensing 범위를 벗어난 다른 Station을 말함

가. 원인

<그림. CSMA/CA의 Hidden Node 문제>

- Station A와 B는 서로 간 Carrier Sensing이 불가하여 채널 상태를 알수 없음

- AP에서 충돌 시 Network 손실과 LAN효율성 저하 생김

-> Throughtput 저하

나. 해결방안

<그림. CSMA/CA의 Hidden Node 해결방안>

- RTS(Request to Send)/CTS(Clear to Send)에 의해 Station B는 송신 대기 상태로 전환됨으로써 Hidden Problem 해결

- 즉 무선 LAN에서 CSMA/CD를 사용하지 않는 이유는 Hidden Node 문제로 충돌인지를 못함

5. CSMA/CD 종류

종 류	설 명
I-Persistent	- 채널이 사용 중이 아닌 것을 감지 후 바로 전송 - 충돌 위험이 높음
Non-Persistent	- 채널이 사용중이 아닌 것을 감지해도 일정 Delay 후 전송 - 충돌 위험은 낮아지나 회선효율 감소
P-Persistent	- 사용 중이 아니면 1-p만큼 기다린 후 전송 - p는 충돌되지 않을 확률 - I-Persistent와 Non-Persistent 타협안

6. CSMA/CD 충돌감지기술

- LBT(Listen Before Talk): 패킷송신 직전에 채널 사용여부 확인

- LWT(Listen While Talk): 패킷송신 중에도 지속적으로 충돌 감지