媒体アクセス制御（media access control）

分類: テクノロジ系ネットワーク
出る試験: 基本情報応用情報
重要度: ★★★☆☆

1本のケーブルや同じ電波を複数の機器で分け合うための決まり。有線はCSMA/CD、無線はCSMA/CA。

もう少し詳しい説明

媒体アクセス制御は、1本のケーブルや同じ電波を、複数の機器で分け合うための決まりです。

「媒体」とは何か

媒体とは、0と1を運ぶもののことです。有線ならLANケーブル、無線なら電波がこれにあたります。

（LANケーブルの中を何が流れているのかは、LAN間接続装置の冒頭で説明しています。電気の強さを上げ下げして作った0と1の並びが流れている、という話です。）

「分け合う」とはどういうことか

いまのオフィスは、機器1台につきケーブルを1本、L2スイッチまで引いています。この形では分け合っていません。1台が送っても、ほかの機器のケーブルには何も流れないからです。

ところが、昔はそうではありませんでした。 1本の太いケーブルに何台もの機器をぶら下げる作りだったのです。のちにリピータハブが使われるようになりますが、こちらも中では1本のケーブルにつながっているのと同じ扱いです。受け取った信号を全部のポート（ケーブルを挿す差し込み口）へ流すので、結局は全員で1本を共有していることになります。

そして無線LANは、いまもこの形です。 電波は1台ずつに分けられません。同じ部屋にいる全員が、同じ電波の帯を分け合っています。

何が問題なのか

1つの媒体を分け合っていると、同時に送れません。 同じケーブル（または同じ電波）につながっている機器が同時に送り出すと、信号が重なって、どちらも読めなくなります。これを衝突（コリジョン）と呼びます。

会議室で2人が同時に話し出すのと同じです。どちらの発言も聞き取れません。何らかの決まりを作って、順番を整える必要があります。

なお、MACアドレスのMACは、このMedia Access Control（媒体アクセス制御）の頭文字です。名前のつながりを知っておくと、どちらもデータリンク層の話だと結びつきます。

CSMA/CD：有線LANの方式

CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）は、有線LAN（イーサネット）で使われてきた方式です。

名前が長いので、3つに割って読みます。

CS（Carrier Sense＝搬送波感知）… 送る前に、ケーブルが空いているか聞く
MA（Multiple Access＝多重アクセス）… 空いていれば誰でも送ってよい
CD（Collision Detection＝衝突検出）… ぶつかったら気づいて、送り直す

①から順にたどってください。送る前に確かめているのに、それでもぶつかる場面が途中に入っています。

要点は、ぶつかるのを防いでいないことです。 空いているのを確かめてから送るのに、なぜぶつかるのか。2台が同時に「空いている」と判断してしまうからです。信号がケーブルを伝わるのには時間がかかるので、相手が送り始めたことに気づく前に、自分も送り始めてしまいます。

そこで、ぶつかってから対処する作りになっています。

待ち時間をばらばらにするのが肝心です。 同じ時間だけ待つと、また同時に送り出して何度でもぶつかります。そこで各機器がランダムな時間だけ待ちます。しかもぶつかるたびに、待ち時間の幅を広げていきます。混んでいるときほど長く待つことになり、落ち着く方向へ向かいます。

会議で発言がかぶったときと同じです。 「どうぞ」「いえどうぞ」とまた同時に言ってしまうのは、2人とも同じだけ譲ったからです。

いまの有線LANでは衝突しない

ここは押さえておきたいところです。CSMA/CDは、いまのオフィスではほとんど働いていません。

L2スイッチが普及したからです。L2スイッチはポートごとに別々のケーブルとして扱うので、そもそも1本のケーブルを分け合っていません。ぶつかりようがないわけです。

CSMA/CDが必要だったのは、リピータハブで1本のケーブルを共有していた頃の話です。試験では仕組みとして問われますが、実物はもう見かけないと知っておくと、理解が混乱しません。

CSMA/CA：無線LANの方式

CSMA/CA（〜 with Collision Avoidance）は、無線LANで使われる方式です。CDがCAに変わっています。

CD … Collision Detection（衝突検出）＝ぶつかってから気づく
CA … Collision Avoidance（衝突回避）＝できるだけぶつからないようにする

なぜ無線では検出(Detection)をあきらめたのか。 電波では、自分が送信している最中に、他の機器の電波を聞き分けられないからです。自分の出す電波は手元にあるので非常に強く、遠くの機器から届く弱い電波はかき消されてしまいます。

自分の声で相手の声が聞こえない、という状態です。これでは「ぶつかった」と気づけません。

そこで無線では、送る前に必ずランダムな時間だけ待ちます。電波が空いていると分かっても、すぐには送りません。全員が少しずつ違う時間待つので、同時に送り出す確率が下がります。

ぶつかってから直せないので、起こさないようにする。 これがCAの考え方です。

もう一つ、無線には相手の電波が自分には届かないのに、アクセスポイントには届いているという状況があります（隠れ端末問題）。この場合「空いている」と判断しても実はぶつかります。対策として、送る前にアクセスポイントへ送信の許可を求める仕組み（RTS/CTS）も用意されています。

トークンパッシング

もう1つ、衝突がそもそも起きない方式があります。トークンパッシングです。

トークンと呼ばれる「送信してよい権利」を、機器から機器へ順ぐりに回します。トークンを持っている機器だけが送信できるので、ぶつかりません。

会議で発言の権利をマイク1本に限るのと同じです。マイクを持っている人だけが話す、と決めてしまえば、かぶりようがありません。

長所 … 衝突しないので、混んでいても性能が落ちにくい。送信できるまでの時間が読める
短所 … 送りたいものがなくてもトークンは回り続ける。空いているときは無駄が多い

トークンリングという規格で使われていましたが、いまは使われていません。試験では、CSMA/CDと対比させる形で出ます。

3つを並べて

方式	使う場所	衝突は
CSMA/CD	有線LAN（昔）	起きる。起きてから対処する
CSMA/CA	無線LAN	起きる。起きにくくする
トークンパッシング	トークンリング（昔）	起きない

CD は Detection（検出）、CA は Avoidance（回避）。 この1文字の違いが、そのまま有線と無線の違いになっています。

試験ではこう出る

科目A（旧・午前）では、CSMA/CDの動作を選ばせる問題が定番です。「送る前に確認し、ぶつかったら時間をおいて送り直す」が答えになります。

次に多いのが、CSMA/CAとの違い、そしてなぜ無線ではCDが使えないのかという理由です。「送信中に衝突を検出できないから」です。

トークンパッシングとの比較も出ます。「衝突が起きない」「権利を順に回す」がこちらです。

応用情報では、隠れ端末問題やRTS/CTSの仕組みまで踏み込むことがあります。

ミニクイズ

無線LANでCSMA/CA方式が使われ、有線LANのようなCSMA/CD方式が使われない理由として、適切なものはどれか。

正解は 1番：電波では、送信しながら他の機器との衝突を検出することが難しいため

CSMA/CDのCDは衝突検出です。送信中にケーブルの状態を監視して、ぶつかったらすぐ気づく、という作りになっています。ところが電波では、自分が出している電波が強すぎて、離れた機器の弱い電波をかき消してしまい、ぶつかったことに気づけません。そこで無線では、ぶつかってから気づくのをあきらめ、送る前にランダムな時間だけ待って、できるだけぶつからないようにします。これがCA（衝突回避）です。無線でも衝突は起こりますし、速いから時間が取れないわけでも、1台しか送れない決まりがあるわけでもありません。「気づけないから、起こさないようにする」と覚えてください。

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この分野をまとめて解く → ネットワークのミニテスト（全36問）

最終更新：2026-10-17