メディアアクセス制御

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データの送受信方法や誤り検出方法などを規定するMAC(Media Access Control:メディアアクセス制御)の仕組みと特徴を理解する。また,アクセス制御の目的,アクセス制御手法の代表的な種類と仕組みを理解する。

用語例:TDMA,CSMA/CD,CSMA/CA,トークンパッシング,衝突

MAC(Media Access Control:メディアアクセス制御)

複数のコンピュータがネットワークに接続されていてデータを転送する際に、データが正しく送れるようにデータ伝送路を正しく利用する手順が必要になります。この制御方式をメディアアクセス制御といいます。

データの送受信方法や、誤り検出方法を規定したもので、OSI参照モデルのデータリンク層に対応し、MACアドレスという、ネットワーク接続機器に一意に割り振られたアドレスで通信相手を認識します。

TMDA(Time Division Multiple Access:時分割多元接続)

無線通信において、複数の利用者で回線を共有する方式です。携帯電話などで利用されていた通信方式で、一つの周波数を短時間ずつ複数の通信者で共有して利用する形態です。

近年の携帯電話(第三世代以降)は、符号化の方式を工夫して多重化する方式の、CDMA方式(Code Division Multiple Access)が用いられています。

CSMA/CD(搬送波感知多重アクセス/衝突検出)

シンプルで高速な制御手順で、バス型・スター型のLANで用いられる方式で、イーサネット(Ethernet)が採用しているメディアアクセス制御方式です。

CSMAは一つの伝送路で複数のノード(端末)のアクセスを可能とするために、送信したいノードは他のノードが伝送路を使っていないかどうか、伝送路を確認します。もし使っていれば伝送路にデータが流れているのでしばらく待ってから、もう一度確認して使っていなければデータを送信します。

もしこの時、他のノードも同時に送信すると衝突してしまって、データが重なって壊れてしまい、使えなくなってしまいます。子の衝突を検出することで、送りたいデータを再送信します。

  • CS(=Carrier Sense):搬送波感知。通信前に、一度受信し、通信中のホスト型にあるか確認。
  • MA(=Multiple Access):多重アクセス。複数のクライアントは同じ回線を共用し、他社が通信していなければ、自分の通信を開始する。
  • CD(Collision Detection):衝突を検知し、再送信する。なお、待ち時間はランダムに取られる。

*CSMA/CD方式は、通信量が多いと、待ちや再送信が多発し、効率が非常に悪くなる。

CSMA/CA(搬送波感知多重アクセス/衝突回避)

『衝突』の検知を行うことが物理的に不可能な、無線接続において使用される方式で、CSMAの部分は、CSMA/CDと同じ。

CA(=Collision Avoidance):衝突回避。搬送波感知を行った段階で、通信中のホストを検出した場合、待ち時間の間隔を徐々に短くしながら、待って再送信を行う方式。

トークンパッシング

トークンリング方式やFDDI(Fiber-Distributed Data Interface)が利用しているメディアアクセス制御方式です。

トークンと呼ばれる送信権がネットワークを流れていて、このトークンを取り込んだノードがデータを送信できる方式です。データを送信すると、送信したノードは、ネットワークにトークンを流します。これで、誤って同時にデータを送信してしまう衝突を防ぐことが出来ます。