[DC]Media Access Control

제목은 Data link layer의 기능 중 하나이다. 

Multiple Access Protocol은 3가지로 나뉜다.

1. Random Access Protocol

2. Controlled-access Protocol

3. Channelization protocol

 

Random Access Protocol은 contention-based protocol이라고도 하며

1. ALOHA

2. CSMA/CD : 유선LAN

3. CSMA/CA : 무선LAN

이렇게 3가지 프로토콜이 있다. 

이 프로토콜의 특징은 노드의 우선순위가 없고 다른 노드를 컨트롤 할 수가 없다는 것과 매체의 상태에 따라 보낼지 말지를 결정한다는 것이다. Stop and Wait Protocol은 매체의 상태와 관계없이 보냈었다.

 

-ALOHA

이제 ALOHA 프로토콜을 살펴보자. 가장 초창기 random access방법으로서 매체의 상태를 살펴보진 않는다. 

알로하 프로토콜은 Stop and Wait Protocol과 거의 유사하다.

한가지 다른 점이라면 만약 Ack을 받지 못 해서 retransmission해야할 상황이라면 Random Amount of time을 기다렸다가 보낸다는 것이다.

이런 알로하 프로토콜은 매우 단순하여 충돌이 일어나기 쉬워서 전송효율이 18%였다고 한다.

 

-Slotted ALOHA

음.. 보낼 게 있으면 바로 보내서 충돌이 일어나고 효율이 떨어지네. 그럼 정해진 시간(slotted time)에만 보내면 좀 낫겠네 해서 나온 것이 Slotted ALOHA이다. 

글씨 ㅈㅅ..

보낼 것이 있게된 시점에 바로 보내는 것이 아니라 slot의 시작시간까지 기다렸다가 보내게 되므로 충돌이 적어지고 전송효율이 37%까지 늘어나게 된다. 

 

-CSMA

ALOHA는 매체의 상태를 고려하지 않았기에 비효율적이었고 특히 medium이 air인 경우 효율이 너무 낮아서 쓰기가 힘들었다. 그렇다면 Carrier, 즉, media를 Sensing하면은 어떨까? CSMA는 Carrier Sensing Multiple Access의 약자로 보낼 게 있으면 즉시 보내는 것이 아닌 매체를 sensing하고 보내게 된다. 매체가 사용중이라면 기다리게 된다. 

이를 Listen before talk 혹은 Sense before transmit이라고 말할 수도 있다.

 

1. 보낼 게 있으면 listen before talk을 한다.

2. If medium is idle, transmit the frame.

그렇다면 매체가 busy한지 idle한지는 어떻게 파악하는 것일까? 

 

1. 1-persistent : 끊임없이 매체 상태 확인 후 idle하면 전송

2. Nonpersistent : random time만큼 매체 상태 확인 후 idle하면 전송

3. p-persistent : 1-persistent처럼 매체 상태 확인 후 idle하면 시스템에서 정한 확률 이상이면 전송 아니면 slot time만큼 wait. 

 

우리의 시스템은 p-persistent method를 사용한다. 다만 계속 보내지 못하는 Starvation이 일어날 수도 있음에 유의해야한다. 

 

다만 매체의 propagation time에 따라 혹은 보낸 시점에 따라 충돌가능성은 존재한다. 

 

-CSMA/CD (collision detection)

CSMA자체는 충돌 이후를 다루지 않는다. 보낸 이후 모니터링을 통해 충돌 시 재전송을 하는 CSMA/CD를 알아보자. 

충돌이 발생하면 jamming signal을 보내게 되고 그 jamming signal을 통해 collision을 detection한다는 간단한 내용이다. 

Jamming signal은 voltage level이 두 배가 된다면 충돌로 파악할 수 있을 것이다.. 

CSMA/CA 는 나중에 다루겠다.