CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)는 매체 접근 제어(MAC) 계층에서 동작하는 반송파 전송용 네트워크 프로토콜입니다. 충돌이 발생한 후 이를 처리하는 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)와 달리, CSMA/CA는 충돌이 발생하기 전에 이를 사전에 방지하는 것이 특징입니다.
CSMA/CA 알고리즘 동작 과정
CSMA/CA의 동작 절차는 다음과 같습니다.
- 프레임 전송 준비가 완료되면 송신 스테이션은 채널이 유휴(idle) 상태인지 사용 중(busy)인지 먼저 확인합니다.
- 채널이 사용 중이라면, 스테이션은 채널이 유휴 상태가 될 때까지 대기합니다.
- 채널이 유휴 상태라면, 프레임 간 간격(IFG: Inter-Frame Gap)만큼 대기한 후 프레임을 전송합니다.
- 프레임을 보낸 뒤에는 타이머를 설정합니다.
- 수신자로부터 확인 응답(ACK)을 기다립니다. 타이머가 만료되기 전에 확인 응답을 받으면 성공적인 전송으로 표시합니다.
- 확인 응답을 받지 못하면 백오프(back-off) 시간만큼 대기한 후 알고리즘을 처음부터 다시 시작합니다.
아래 순서도는 위 알고리즘의 흐름을 요약하여 보여줍니다.
CSMA/CA의 장점
- 데이터 충돌 자체를 사전에 방지할 수 있습니다.
- 확인 응답(ACK) 메커니즘 덕분에 데이터가 불필요하게 유실되지 않습니다.
- 무의미한 재전송 등 낭비성 전송을 피할 수 있습니다.
- 무선 전송 환경에 매우 적합합니다. 실제로 Wi-Fi(IEEE 802.11)에서도 CSMA/CA 방식을 채택하고 있습니다.
CSMA/CA의 단점
- 충돌 방지를 위해 대기 시간이 길어질 수 있습니다.
- 채널 감지와 확인 응답 절차로 인해 전력 소모가 큽니다.