メディアアクセス制御

要点と定義

MAC（メディアアクセス制御）は、データの送受信方法や誤り検出方法を定める仕組みです。アクセス制御では、共有媒体を使う端末がいつ送信するかを決めます。代表的な方式には、CSMA/CD、CSMA/CA、トークンパッシングがあります。

過去の出題で扱った補足として、CSMA/CDでは各ノードが送信前に媒体の使用状況を確認し、空いていれば送信します。送信中に衝突を検出したら送信を中止し、ランダムな待ち時間の後に再送を試みます。信号の伝搬には時間がかかるため、媒体が空いていると確認してから送信しても、別のノードの信号が届く前に送信が始まり、衝突する場合があります。

過去の出題で扱った補足として、衝突が増えると再送に使う時間が増え、データ送信に使える時間が減るため、スループットは低下します。共有媒体を使う半二重の区間では、ハブで複数の端末を接続していても衝突を検出できます。Ethernetのフレーム長はオクテット単位です。これらは過去の出題で扱った補足であり、指定されたMAC細目の用語例と区別します。

適用条件と例

CSMA/CDが関係するのは、衝突が起き得る共有媒体の半二重区間です。例えば、複数端末が同じ半二重の共有区間を使うなら、送信前の媒体確認と、送信中の衝突検出が動作に関係します。一方、全二重のスイッチ接続では衝突が起きないため、同じ衝突検出の動作を当てはめません。

媒体へのアクセス方式は、送信機会の決め方で区別できます。CSMA/CDは媒体の状態を調べて送信し、衝突を検出したら再送を試みます。トークンパッシングはトークンを受け取った端末が送信し、タイムスロット方式は割り当てられた時間枠で送信します。

本節の対象はMACによる媒体アクセスです。過去の出題には、NAPTの応答パケットの変換、回線速度からのターンアラウンドタイム算出、マルチキャストの宛先、ビット誤り率からの期待値計算もありますが、これらは別の判断対象として扱います。

誤りやすい点

送信前に媒体が空いていても、送信後に衝突しないとは限りません。伝搬遅延の間に別の端末が送信を始める場合があります。また、衝突時に送信を続けるのではなく、送信を中止して待ち時間の後に再送を試みます。

方式を見分けるときは、送信前に媒体を調べるのか、トークンで送信権を渡すのか、時間枠を割り当てるのかを確認します。さらに、衝突検出の説明が適用できる共有・半二重の条件かどうかを確かめます。