경쟁 기반 프로토콜

Contention-Based Protocol

• 1970년대 하와이 대학에서 패킷 라디오 네트워크를 위해 개발되었다.
• 스테이션이 데이터를 가지고 있을 때 전송한다.
• 송신자는 전송이 성공했는지 충돌이 발생했는지를 목적지 스테이션으로부터의 방송을 듣고 확인한다.
• 충돌이 발생하면 송신자는 랜덤한 시간을 기다린 후 재전송한다.

• 개선점: 시간을 슬롯으로 나누고 패킷은 하나의 슬롯 시작 부분에서만 전송될 수 있다.
• 따라서 충돌 기간을 줄일 수 있다.

• 개선점: 전송 중인 신호가 없을 때만 전송 시작

• 개선점: 충돌이 감지되면 진행 중인 전송 중지

• 개선점: 반송파가 조용할 때 랜덤 시간을 기다린 후 다시 시도. 여전히 조용하면 전송 시작

CSMA/CD는 CSMA 프로토콜에 충돌 감지 기능을 추가한 프로토콜이다.

1. 매체가 비어 있는 경우, 즉 채널이 사용 중이지 않으면 데이터를 전송한다.
2. 매체가 사용 중이면, 채널이 비어 있을 때까지 계속 감지하고 대기한 후 전송을 시도한다.
3. 전송 중에 충돌이 감지되면, 즉시 전송을 중지하고 충돌을 처리한다.
4. 충돌 후 랜덤한 시간 동안 대기한 후, 동일한 알고리즘을 반복하여 다시 전송을 시도한다.

CSMA/CA는 CSMA 프로토콜에 충돌 회피 기능을 추가한 프로토콜이다.

1. 모든 단말기는 CSMA/CD와 동일하게 매체를 청취한다.
2. 전송 준비가 된 단말기는 매체를 감지한다.
3. 매체가 사용 중이면 현재 전송이 끝날 때까지 기다린다.
4. 그 후 추가로 미리 정해진 시간 동안 DIFS(Distributed Inter Frame Space)를 기다린다.
5. 그 후 경쟁 윈도우 내에서 슬롯의 무작위 개수(백오프 카운터의 초기 값)를 선택하여 프레임을 전송하기 전에 대기한다.
6. 이 시간 동안(백오프 시간)에 다른 단말기에서 전송이 발생하면 해당 단말기는 카운터를 멈춘다.
7. 다른 단말기의 전송이 끝나고 DIFS가 지나면 카운트다운을 재개한다. 단말기는 카운터가 0에 도달하면 전송을 시작할 수 있다.

• CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)는 유선 네트워크에서 주로 사용되며, 충돌이 발생한 후 이를 감지하고 처리하는 반면, CSMA/CA는 무선 네트워크에서 충돌이 발생하기 전에 이를 피하기 위해 설계되었다.
• 무선 네트워크에서는 충돌을 감지하는 것이 어렵기 때문에 CSMA/CA 방식이 더 효과적이다.

• DIFS는 데이터 프레임 간의 간격을 의미하며, CSMA/CA에서 사용된다.
• 전송이 끝난 후 새로운 전송을 시작하기 전에 일정 시간 동안 기다리는 역할을 한다.

• 백오프 카운터는 단말기가 전송을 시도하기 전에 기다려야 하는 시간을 결정한다.
• 이 카운터는 무작위로 선택되며, 이는 충돌 가능성을 줄이는 데 도움을 준다.

• 경쟁 윈도우는 백오프 카운터가 선택될 수 있는 시간 슬롯의 범위를 말한다.
  초기 값은 작지만 충돌이 발생할 때마다 윈도우 크기가 증가한다.

• 단말기가 전송을 시도할 때 다른 단말기의 전송으로 인해 충돌이 발생할 경우, 단말기는 백오프 시간 동안 대기해야 한다.
• 이 대기 시간 동안 다른 단말기가 전송을 완료할 때까지 기다린 후, 다시 전송을 시도한다.

• 송신자가 데이터를 보내기 전에 매체가 유휴 상태임을 확인하고, 데이터 전송 요청을 보내는 신호다.
• RTS는 네트워크의 다른 단말기들에게 송신자가 데이터를 전송할 계획임을 알린다.

• 수신자가 RTS를 받고 매체가 유휴 상태임을 확인한 후, 데이터를 받아도 된다는 신호를 보내는 것이다.
• CTS는 네트워크의 다른 단말기들에게 수신자가 데이터를 받을 준비가 되었음을 알린다.

• cw는 경쟁 윈도우이다.

• 매체가 사용 중이면 카운트다운이 중단된다.