CSMA/CD

CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection（搬送波感知多重アクセス/衝突検出））の特徴、過去問例です。

【特徴】

• 媒体共有型ネットワークで発生する伝送路上での衝突を前提とした通信制御方式
• イーサネットが採用している通信手順
• 各ノードがフレームを送信する時に、伝送路上に他ノードの通信キャリア（搬送波）が存在しているかを確認し、存在しなければデータを送信する
• 他ノードが同時にフレームを送信した場合、伝送路上で衝突（コリジョン）が発生する
• コリジョンを検出したノードはジャム信号を送信し、衝突の発生を全てのノードに知らせると共に、自身も送信を中断し、ノードごとに異なる時間（バックオフ時間）待ち合わせた後、再度送信を試みる
• コリジョンの頻度が増すと、再送によるフレームの送信が多発し、スループットが下がる
• 一般的に、伝送路の使用率が30％を超えると急激に送信遅延時間が長くなり、実用的でなくなる

【過去問】

平成29年度 秋期 ネットワークスペシャリスト試験

CSMA/CD方式に関する記述のうち、適切なものはどれか。

ア　衝突発生時の再送動作によって、衝突の頻度が増すとスループットが下がる。

イ　送信要求が発生したステーションは、共通伝送路の搬送波を検出してからデータを送信するので、データ送出後の衝突は発生しない。

ウ　ハブによって複数のステーションが分岐接続されている構成では、衝突の検出ができないので、この方式は使用できない。

エ　フレームとしては任意長のビットが直列に送出されるので、フレーム長がオクテットの整数倍である必要はない。

【出典：ネットワークスペシャリスト試験 平成29年度 秋期 午前1 問11】

https://www.jitec.ipa.go.jp/1_04hanni_sukiru/mondai_kaitou_2017h29_2/2017h29a_koudo_am1_qs.pdf

ア（正解）　衝突発生時の再送動作によって、衝突の頻度が増すとスループットが下がる。

CSMA/CD方式に関する記述です。

イ　送信要求が発生したステーションは、共通伝送路の搬送波を検出してからデータを送信するので、データ送出後の衝突は発生しない。

共通伝送路の搬送波を検出するとデータを送出しませんが、検出せずデータを送出した場合でも、タイミングによっては伝送路上で衝突（コリジョン）が発生することがあります。

ウ　ハブによって複数のステーションが分岐接続されている構成では、衝突の検出ができないので、この方式は使用できない。

CSMA/CD方式は、ハブにより分岐接続されたLANでも使用できます。

衝突の検出（コリジョン）が発生するとケーブル内の電圧が上がりイーサネット内に電気信号で伝わります。これをジャム信号と言います。

ハブは受信した信号を電気的に処理しますが、宛先などを認識しないため、受信した信号をそのまま全てのポートに送信します。

したがって、ジャム信号はハブを介して全てのステーションに送信され、衝突を検出することができます。

エ　フレームとしては任意長のビットが直列に送出されるので、フレーム長がオクテットの整数倍である必要はない。

イーサネットのフレームフォーマットの主要な項目は以下の通りで、オクテット（8ビット）単位になっている必要があります。

• プリアンブル：８オクテット（64ビット）
• 宛先アドレス：６オクテット（48ビット）
• 送信元アドレス：６オクテット（48ビット）
• VLANタグ：４オクテット（32ビット）
• 長さ/タイプ：２オクテット（16ビット）
• データ：46〜1500オクテット
• FCS：４オクテット（32ビット）

データ部分が任意ですが、46オクテットに満たない場合は、パディングデータを付加して46オクテットにします。

これはフレーム長（プリアンブルを除く、宛先アドレス部からFCS部まで）が64オクテット以上になるようにするためであり、これにより衝突検出を確実に行うことができます。