無線LANのアクセス制御方式(平成29年春期午後問4)

無線LANではフレームを使用してデータを送信する。フレームにはデータフレームやACKフレームがあり、データはデータフレームに格納して送信する。データフレームには、フレームの制御情報とTCP/IPパケットが含まれる。一つのデータフレームに格納できるデータ長には上限があり、上限を超えるデータを送信したい時には、データを複数のデータフレームに分けて送信する。無線LANでは、複数の機器から送信されるフレームがなるべく衝突しないように工夫して、フレームを送信する。

データフレームを送信しようとする機器は，送信前に他の機器がフレームを送信しているかどうかを調べる。

他の機器がフレームを送信していれば，そのフレームの送信が終了するまで待機する。

他の機器がフレームを送信していなければ，W1だけ待機する。

W1の間に，他の機器がフレームの送信を開始しなければ，データフレームを送信し，受信側機器からのACKフレームの到着を待つ。

W1の間に，他の機器がフレームの送信を開始したときは，(2)に戻る。

データフレームを受信した機器は，データフレームを受信後，W2だけ待機した後，ACKフレームを送信する。

複数のデータフレームを送信する必要があるときは，(1)～(6)を繰り返す。

（基本情報技術者過去問題平成29年春期午後問4）

　代表的なLANのアクセス制御方式には、有線LANで使用されているCSMA/CD方式と無線LANで採用されているCSMA/CA方式があります。

　 CSMS/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)方式では、同じ伝送路を使用する他のノードが送信中でないことを確認するとすぐに送信を開始し、送信が完了する前にフレームの衝突を送信側が検出(Collision Detection)すると、一定の手順を経て再送します。

　しかし、無線LANでは衝突の検知が難しいため、CSMA/CA(Collison Avoidance :衝突回避)方式が使われます。CSMA/CA方式では、無線チャネル（伝送路）の使用状況を確認（Carrier Sense）し、伝送路が未使用であれば、ノードごとに異なる通信待機時間（乱数で決定）だけ待ってから送信を開始します。待機中に別のノードが送信を開始してしまうと、送信を開始したノード以外は待機状態に戻り、再び伝送路が未使用になると、残りの通信待機時間（送信できなかったノードは徐々に短くなる）がて供されます。

　このような仕組みで、フレームの衝突をできるだけ回避し、いつまでも送信できないノードが発生するのを防ぎます。なお、フレームが正しく送られたかどうかは、受信側からACK(Acknowledge: 肯定応答)フレームが返ってくるかどうかで判断します。ACKフレームが返ってこない場合は、送信に失敗したものとして再送信されます。

令和02-03年基本情報技術者試験によくでる問題集【午後】　p206

3台の機器A、B及びCがある場合について考える。

機器Bを機器Cから離すことによって機器Bと機器Cの間の物理層の通信速度が遅くなった場合、機器Aは機器Bによるフレーム送信が終了するまで待機する時間が長くなるため、機器Aから機器Cへのデータの送信速度は遅くなる。

図の(3)W1待機時間は他の機器が通信している場合に発生する。データフレームの個数は変化しないため、W1の待機回数は以前と変わらない。

また本問では「無線LANの物理層の通信速度は、危機感の距離や障害物の有無によって変化する」とあり、機器B~Cの物理層の通信速度の低下は、機器A~Cの物理層の通信速度への影響要因ではない。

また、最大フレーム長が固定値であるため、伝送速度が変化してもやり取りされるフレームの個数は変わらない。したがって送信データ量も変化しない。