WLAN이 충돌 탐지가 아닌 충돌 방지를 사용하는 이유는 무엇입니까?


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나는이 답변을 꽤 오랫동안 찾고 있습니다. LAN에 CSMA / CD가 있고 WLAN에 CSMA / CA가있는 이유는 무엇입니까?

내가 찾을 수있는 가장 좋은 설명은 "송수신의 극단 비율로 인해 같은 채널에서 데이터를 전송하는 것은 매우 비현실적입니다. 따라서 충돌 방지가 사용됩니다". 의미를 얻지 못했습니다. 송수신에 두 개의 별도 채널을 사용하더라도 CSMA는 채널을 사용할 노드를 결정하는 데 사용되므로 CA 대신 CD를 떨어 뜨릴 필요가 없습니다. 따라서이 설명은 어쨌든 적합하지 않은 것 같습니다.

내가 생각할 수있는 유일한 이유는 노드 수가 적어 충돌 가능성이 낮 으면 CD를 사용해야하고 충돌 가능성이 높으면 CA를 사용해야한다는 것입니다. 그러나 LAN과 WLAN의 사용자 수에는 차이가 없습니다.
누군가 설명 할 수 있다면.


WLAN에서 오류율이 매우 높고 충돌을 허용하면 처리량이 크게 감소하기 때문에 csma / cd는 WLAn에서 효과적으로 사용할 수 없습니다. AD 무선 네트워크, C.Siva Ram Murthy
user63044

답변:


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유선 CSMA / CD 이더넷 환경에서는 별도의 TX 및 RX 쌍 (10BaseT의 예 사용)이 있기 때문에 충돌을 감지 할 수 있습니다. 반이중 10BaseT NIC가 TX 쌍에서 프레임을 보내지 만 RX 쌍에서 해당 프레임이 손상된 것을 확인하면 NIC가 충돌을 감지했습니다.

그러나 802.11 무선 장치에는 "도체"가 없으며 동시에 송수신하지 않는 안테나 만 있습니다. 802.11 장치가 전송 중일 때는 실제로 동일한 주파수에서 다른 신호 전송을 동시에들을 수 없습니다. 그 이유는 전송시 RF 신호 강도가 매우 빠르게 떨어지기 때문입니다.

우리가 동시에 수신하고 전송할 수있는 가상의 WiFi 장치를 구축 했더라도 다른 장치가 훨씬 더 높은 출력 전력 (원시 전력 또는 수동 / 활성 이득을 통해)을 사용하는 경우에만 다운 스트림 충돌을들을 수 있습니다. . 일반적으로 자체 TX 신호가 너무 강하여 다른 수신 신호를 "익사"합니다.

따라서 다른 프로세스가 필요하여 CSMA / CA가 필요했습니다.


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10base-2 및 10base-5 (이더넷 초기부터)에는 TX 및 RX 쌍이 없습니다. 10 / 100base-T를 사용하더라도 둘 이상의 엔드 포인트를 연결하는 허브는 모든 포트의 RX에 대해 하나 이상의 TX를 추가해야합니다. 간단한 사실은 모든 무선 장치가 서로를 확실하게들을 수 없기 때문에 무선이 충돌을 안정적으로 감지 할 수 없다는 것입니다.
Ricky Beam

내 원래 게시물에는 버스 네트워크로 인해 TX 및 RX 쌍이 언급되지 않았으며 TX 및 RX 도체로 남겨 두었습니다. 버스 네트워크는 기본적으로 모든 장치가 단일 회로에 상주 할 수있게함으로써 존재합니다. 간단한 사실은 무선이 충돌을 감지 할 수 없기 때문에 충돌을 감지 할 수 없다는 것입니다.
YLearn

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회피는 모든 라디오 ( "클라이언트")가 반드시 서로의 범위에있는 것은 아니라는 매우 간단한 사실에 사용됩니다. 따라서, AP가 대화 할 수있는 사람을 조정하지 않으면, 먼 라디오는 상대방이 전송 중인지 알 수 없기 때문에 서로 밟을 수 있습니다.


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이것이 정답입니다. 무선 클라이언트가 통신 할 수 있으려면 반드시 다른 클라이언트가 아닌 AP 만 볼 필요가 있습니다. 따라서 서로 연락이없는 두 클라이언트가 대화를 시작하면 AP에서 서로 신호를 방해 할 수 있습니다. 그들은 서로를들을 수 없기 때문에 그들은 그것에 대해 결코 알지 못할 것입니다. 기본적으로 CSMA / CD는 브로드 캐스트 도메인에서 작동합니다. 무선에서 브로드 캐스트 도메인은 실제 장치와 완전히 겹치지 않습니다. (벤 다이어그램으로 생각하면 겹치는 부분이 다른 도메인 전체를 방해합니다.)
JelmerS

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@JelmerS, 죄송합니다. 보조 답변입니다. 사실이지만 항상 적용 가능한 것은 아닙니다. 실제 이유는 무선 장치가 TX 인 상태에서 RX로 설계 되었더라도 TX가 듣게되는 다른 신호 (동일한 EIRP 기반)보다 FAR이 더 강하기 때문에 충돌을 감지 할 수 없기 때문입니다. "마스크"그것은 다른 신호의 RX 능력입니다. 실제로 무선 장치는 TX와 RX를 동시에 사용할 수 없습니다.
YLearn

아뇨, 그건 다른 방식으로 말하는 것입니다. 라디오는 전송하는 동안 수신 할 수 있지만 수신하는 사람에게만 작동합니다. (RX에서 TX를 빼면 모든 아날로그 모뎀이 20 년 이상해온 일을합니다.) 다른 사람은 쓰레기 나 더 강력하고 더 지역적인 송신기를들을 수 있습니다.
Ricky Beam

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@RickyBeam은 무선 기술과 유선 기술을 비교하는 것이 잘못입니다. 대부분의 RF는 반이중입니다. 반이중 방식으로 설계 되었기 때문에 저렴하고 간단하며 동일한 주파수에서 전이중 방식이 실용적이지 않기 때문입니다. 휴대폰은 TX와 RX에 각각 주파수 쌍을 사용하여 작동합니다. 대부분의 다른 RF는 반이중입니다. 시민 밴드, 단파, FM, AM, 많은 경찰 / 화재 라디오, 많은 군사 응용 프로그램 등
YLearn

다시 읽을 때, CSMA / CA는 AP가 "누가 대화 할 수 있는지"를 관리하는 데 사용하는 메커니즘과는 독립적으로 구현됩니다. 그렇기 때문에 숨겨진 노드 문제와 같은 문제에는 CSMA / CA 외에도 RTS / CTS 구현이 필요할 수 있습니다.
YLearn

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편집 (리키의 수정에 따라) :

아래는 http://www.hpl.hp.com/personal/Jean_Tourrilhes/Linux/Linux.Wireless.mac.html 에서 발췌 한 것입니다 .

CSMA / CA는 이더넷의 기반 인 CSMA / CD (충돌 감지)에서 파생됩니다. 가장 큰 차이점은 충돌 방지입니다. 유선에서 송수신기는 전송하는 동안들을 수 있고 충돌을 감지 할 수 있습니다 (와이어에서는 모든 전송의 강도가 거의 같습니다). 그러나 무선 노드가 전송하는 동안 채널에서 청취 할 수 있더라도 자체 전송의 강도는 다른 모든 신호를 무선으로 숨길 수 있습니다. 따라서 프로토콜은 이더넷과 같은 충돌을 직접 감지 할 수 없으며 충돌을 피하려고합니다.

아래 링크는 CSMA / CA에서 잘 읽었으며 CSMA / CA의 작동 방식에 대해서도 설명합니다.

http://www2.cs.uidaho.edu/~oman/SC&CI/CSMA-CA-collisions_Bonaventure.pdf


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부정. CSMA / CD에는 동시 tx / rx가 필요하지 않습니다. 전이중 이더넷이 존재하기 전에 오랫동안 설계되었습니다.
Ricky Beam

@RickyBeam 캐치 주셔서 감사합니다. 그런 다음 스테이션이 전송하는 동시에 스테이션을 감지 할 수없는 경우 스테이션이 전송에서 어떻게 해제되는지 설명해 주시겠습니까?
vish213

나는 종종 Ricky에 동의하지만, CSMA / CD는 RX를 모니터 할 수 있고 TX 프로세스는 전이중 동작과 아무 관련이 없습니다. 이는 별도의 TX 및 RX 도체를 기반으로하며 장치가 TX에서 신호를 보내면서 RX에서 신호를 수신 할 때 충돌이 감지됩니다. TX와 RX 이론에서 라디오는 동시에 "가능"하지만 실제로는 불가능합니다. 기본적으로 무선 장치가 TX와 RX를 동시에 사용할 수없는 이유입니다.
YLearn

@YLearn, 그 말이 아니에요. 트위스트 페어 (또는 광학)가 유일한 미디어 인 것처럼 모든 것을 읽고 있습니다. CSMA / CD는 10base-2 시대의 동축 케이블 링으로 설계되었습니다. 충돌은 초기 하드웨어에서 현재 모니터링으로 감지되었습니다. 나중에 (더 고급) 하드웨어는 다른 신호를 수신하기 위해 라인에서 TX를 빼지 만 여전히 "동시에 데이터를 송수신합니다"
Ricky Beam

@RickyBeam 버스 네트워크는 기본적으로 모든 장치가 단일 회로에 참여하는 네트워크입니다. 동일한 원칙이 적용됩니다. 전류에 대한 귀하의 의견과 관련하여 초기 하드웨어에는 전류가 있으면 신호가있었습니다. 실제로 RX에서 신호를 사용할 수 있다고 말한 적이 없었습니다. TX와 같은 신호를 수신했을 때 충돌을 감지 할 수있었습니다.
YLearn

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유선 버스 신호 손실은 상당히 작으므로 충돌을 감지하기가 매우 쉽습니다. IIRC 동축 이더넷은 회선의 DC 레벨을보고이를 수행하지만 버스의 신호를 전송하려는 신호와 비교하여 동일하게 수행 할 수 있습니다.

라디오에서는 작동하지 않습니다. 송신기와 수신기 사이의 신호 손실은 적어도 수십 개의 DB입니다. 강한 발신 신호에 직면하여 동일한 주파수 스펙트럼에서 작동하고 매우 약한 수신 신호를 감지하는 것은 비현실적입니다. 이것은 기본적으로 무선 시스템에 대한 접근 방식으로 충돌 감지를 배제합니다.

PS 트위스트 페어 및 광섬유 Ethenet은 각 방향에 대해 별도의 데이터 채널을 사용하므로 전선에 충돌이 없습니다. "충돌"은 두 채널의 활동을 한 번에 감지함으로써 간단히 감지됩니다.

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