基本情報技術者 2011年 春期 午前（科目A） 問37

CSMA/CDの送信動作【午前解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 問題文のキーワードを拾う：「伝送媒体が使用中かどうかを調べ」「衝突を検出」「ランダムな時間経過後に再度送信」など。
2. それがどの媒体アクセス制御（MAC）方式に該当するか照合する（CSMA/CD、トークンパッシング、TDMAなど）。
3. 各選択肢と照らし合わせ、キーワードが一致するものを正解とする。
4. 余分な語句（順位付け、環状巡回、タイムスロット割当）は別方式の特徴であるため除外する。

選択肢別の誤答解説

• ア: 各ノードに論理的な順位付けを行い、送信権を順次受け渡す方式はポーリングや優先度制御に近く、CSMA/CDの記述ではない。よって誤り。
• イ: 各ノードは伝送媒体が使用中かどうかを調べ、使用中でなければ送信を行う。衝突を検出したらランダムな時間経過後に再度送信を行う。 — CSMA/CDの動作を正確に表しており正解。
• ウ: 環状に接続して特殊フレーム（トークン）を巡回させるのはトークンパッシング方式（例：トークンリング）であり、衝突検出を前提とするCSMA/CDとは異なる。誤り。
• エ: タイムスロットをあらかじめ割り当てる方式はTDMAの考え方で、CSMA/CDの「キャリアセンス＋衝突検出」方式とは根本的に違う。誤り。

よくある誤解

• 「衝突はCSMA/CDで完全に防げる」と思う誤解：CSMA/CDは衝突を抑制するが、衝突自体は発生し得て、検出→再送で対処する方式です。
• 「トークン方式と似ている」との混同：トークン方式（トークンリングなど）は衝突を本質的に起こさない仕組みであり、CSMA/CDとは制御原理が異なります。
• 「スイッチを使えばCSMA/CDが不要」との短絡：スイッチ化でほとんどの衝突は消えるが、ハブや共有媒体ではCSMA/CDが機能します。

補足コラム

• バイナリ指数バックオフ：最初の衝突後、ノードは k を [0, 2^m - 1] からランダム選択し、k × スロット時間待ってから再送する。m は衝突回数に応じて増加し通常10までに制限され、最大待機は 1023 スロットとなる。16回の試行失敗で転送は放棄されます。
• イーサネットの最小フレーム長（64バイト）とスロット時間（512ビット時間）は、送信中に発生した衝突を検出可能にするために設計された重要なパラメータです。ハブなどの共有メディア環境で特に意味を持ちます。
• 無線LAN（Wi-Fi）はCSMA/CA（Collision Avoidance）を採用しており、衝突検出が難しい無線媒体に合わせた設計です。

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