CSMA/CD와 CSMA/CA의 차이점

*우선 CSMA(Carrier Sense Multiple Access)에 대해 알아보자

 ->이것은 지국(스테이션)이 매체를 사용하려고 시도하기 이전에 매체를 감지한다면 충돌의 기회를 줄일수 있다는 생각으로시작된 것이다.(반송파 감지 다중접근이라고도 한다)

 -> "전송이전에 감지" 또는 "말하기 이전에 듣기"라는 논리로 돌아가게 된다. 하지만 그렇다고 해서 충돌의 가능성을 완벽히 없앨 수는 없다는 점.

->스테이션이 매체를 감지하여 매체가 아이들(idle)한것을 감지한다고 하더라도 다른 스테이션이 전송한 프레임의 첫번째   비트가 아직 도달중일수 있다. 즉 프레임이 전송되는 시간차때문에 아이들한것을 감지하고 나서 프레임을 전송하는 경우 다른 곳에서 보낸 프레임이 도착하여 두 프레임이 충돌, 손상될수 있다는 것.  즉, Propagation Delay 때문 -> CSMA의 한계점.

->Persistent Mechanism(지속방식)

    1-persistent - 회선의 상태를 지속적으로 확인하다가 아이들인 상태를 감지하면 즉각 프레임을 전송.  이 방식은 두개 이상의 스테이션이 라인아이들 상태를 감지할테고 그 즉시 두 스테이션은 동시에 프레임을 전송할것이다. 그러므로 가장 높은 충돌 위험을 유발한다.

    nonpersistent - 전송할 프레임이 있는 스테이션이 라인을 감지하여 아이들상태에 있으면 즉시 프레임을 전송한다. 만약 라인이 비지상태라면 랜덤한 시간을 대기하다가 다시 라인을 감지한다.  이 방식은 두개 이상의 스테이션이 같은 시간을 대기하다 동시에 전송할 확륙이 낮기 때문에 충돌의 위험이 낮다. 그러나 전송할 프레임을 가진 스테이션이 있음에도 라인이 아이들인 상태에 있을 수 있기 때문에 회선효율이 낮다.

    p-persistent - 1-persistent 처럼 지속적으로 라인을 확인하다 아이들상태가 되는 순간 확률(P)를 뽀는다.(q=1-p)  p=1 이라면 즉시 프레임을 전송.  p not equal 1 이라면 q 만큼의 타임슬롯 동안 기다리다가 라인을 다시 감지한다.  위의 두가지 방식을 합친 방식이며 충돌의 위험을 줄이면서 라인 효율을 높인것이다.

 

*CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

-> for wire communication 

    유선방식에서는 충돌을 확인할수 있기 때문에 사용가능한 방식.  전통적인 이더넷 방식이다. 10Mbps 데이터 전송률.

-> CSMA방식에 충돌을 처리하는 절차를 추가한것

     프레임을 전송함과 동시에 두개의 다른 포트를 이용하여 충돌이 발생하는지 감시한다. 프레임이 목적지에 도착할 시간 이전에 다른 프레임의 비트가 발견되면 충돌이 일어난것으로 판단한다.

-> wire Ethernet Lan 이 사용하는 protocol

->이 방식을 자세히 살펴보자면, 어떤 스테이션은 매체가 프레임을 보낸 뒤에 모니터링한다.  전송이 성공적이었지를 알기 위해서 말이다. 그렇다면 그 스테이션은 완료된다. 만약 충돌이 있다면, 프레임은 다시 전송되어진다.

 자 더 쉽게 이 방식을 이해해 보자면, 첫번째 비트들이 충돌에 연관된 두 스테이션에 의해서 전송된다고 보자. 각각의 스테이션들은 프레임을 통해 비트들을 보내는것을 계속한다. 충돌을 찾을때까지 말이다. 충돌이 발생했다면 재충돌을 방지하기 위해서 랜덤시간동안 기다렸다가 전송을 시도한다.(nonpersistent와 같다) 만약 기다리지 않고 전송하면 충돌이 다시 발생하지 않겠는가?  

 

*CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)

->for wireless communication

->CSMA/CD의 기본생각은 스테이션이 충돌을 감지하기 위해서는 신호를 전송하는 동시에 신호를 받을 필요가 있다는 것.  충돌이 없으면 스테이션은 자신의 신호만을 받게 된다. 충돌이 생기면 스테이션은 자신의 신호와 다른 스테이션의 지국이 보낸 신호인 두개의 신호를 받게 된다. 무선 네트워크에서는 충돌을 감지하기 힘들기 때문에 CSMA/CD방식을 사용할수 없다. 따라서, 충돌을 회피하는 방식을 사용한다.

  

    IEEE 892.11표준을 보면 두가지 매체 접근 방식이 있는데 하나는 PCF(Point Coordination FUnction) Mode라 하고 우선순위기반으로 경쟁하는 방식이다. 기본적으로 사용하는 방식은 DCF(Distributed Coordination Function) Mode로, CSMA/CA프로토콜을 사용하는 동등한 우선순위를 가지고 경쟁하는 방식이다.

     

    CSMA/CA는 IEEE802.11무선 랜에서 사용하는 프로토콜이다. CSMA/CD에서는 ACK프레임(Acknowledgment)을 사용하지않지만, CSMA/CA에는 사용한다.

    

 

 

   #IFS(Inter Frame Space): 프레임간 공간 - 첫번째 충돌 회피방법

    -> 우성 채널이 아이들상태를 화인하더라도 전송을 늦추어 충돌을 회피한다. 아이들사태의 채널이 발견된 즉시 전송하지 않는것. 스테이션은 IFS라는 불리는 일정시간을 기다란다.

         채널을 감지했을때 아이들상태인것처럼 보일지라도 멀리 떨어진 스테이션이 이미 전송을 시작했을지도 모르기때문. 이런 경우 기다리지 않고 전송을 해버리면 충돌이 일어날 수 있으므로 IFS 동안 기다리게 된다.

         CSMA/CA에서 IFS는 스테이션이나 프레임의 우선순위를 규정하는것도 사용될수 있다. 예를 들어 더 짧은 IFS시간을 갖도록 허락된 스테이션은 다른 스테이션에 비해 높은 우선순위를 갖는 셈이다. (기다리는 시간이 짧으므로 먼저 프레임을 보낼 수 있다)

        802.11 표준에서는 DIFS,SIFS,EIFS와 같이 여러 IFS를 사용한다.

  #Contention Window : 다툼구간 - 두번째 충돌 회피방법

  ->Contention window는 time-slot으로 나뉘어져있는 일정 시간이다.

 전송할 준비가 되어있는 스테이션은 임의의 수를 선택하여 그만큼 기다린다.(임의의 수만큼 기다린다는 것 이외에 p-persitent 방식와 비슷) 이 구간에서는 스테이션이 매 타임스롯뒤에 채널을 감지하게 된다.

이때 채널이 사용중인 것으로 감지하면 스테이션은 이 과정을 다시 시작하는 것이 아니라 단지 타이머를 멈추가 채널이 휴지 상태인 것이 감지되면 그 때 다시 타이머를 작동한다. 이로인해 가장 오래 기다린 지국이 우선순위를 갖게 된다.

         

   

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CSMA/CD방식은 충돌 발생 후 일정 시간 대기후에 데이터 전송 

  ㄴ>디지털전송
CSMA/CA방식은 충돌이 발생 전 다른 스테이션이 사용중인지 확인후 일정 시간대기후 전송 

 ㄴ>아날로그전송