CSMA/CD方式（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）とは、媒体共有型ネットワークにおいて、①キャリア信号を検出するとともに、②送信データの衝突が起きた場合は再送するというアクセス制御方式の１つ。
参考 ネットワークとは？
要は、共有する線（有線LANなど）上で、お互いの電気信号による通信が衝突していないか？を確認するためのアクセス制御のこと。
このページでは、ネットワークスペシャリスト試験等で出題されるCSMA/CD方式について初心者向けに１から分かりやすく図解付きで解説します。
ネットワークエンジニアを目指す方であれば知らないと恥ずかしい基本知識の１つ。是非最後までご覧ください。
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【前提】媒体共有型ネットワークとは？
CSMA/CD方式をきちんと理解するために必要な前提知識です。媒体共有型ネットワークの意味を理解できていない方は読み飛ばし厳禁・・・です。
世界中のありとあらゆるネットワークは、通信媒体（＝LANケーブル等）の使い方によって以下の２つに分類することができます。
CSMA/CD方式が採用されるネットワークは、媒体共有型ネットワークです。媒体共有型ネットワークとは、通信機器と通信機器をつなぐ媒体（＝ケーブル）を共有するネットワークのこと。
媒体共有型ネットワークでは、例えば１つのコンピュータがデータを送ろうとした場合、もしまた別のコンピュータがデータを送っている最中だった場合、データ（＝電気信号の波）同士が衝突（＝コリジョン）してしまいます。
電気信号が衝突してしまうと、通信機器同士が正しく通信することができずネットワークとして成立しません。
そこでこの衝突を回避し、正しく通信を行うためのアクセス制御が必要となります。そのアクセス制御方式として考え出されたのがCSMA/CD方式です。
CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）は、媒体共有型であった初期のイーサネット（Ethernet）で初めて導入された通信プロトコルの一つです。
参考 プロトコルとは？
CSMA/CD方式とは？
CSMA/CD方式（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）とは、上記で説明したデータの衝突（＝コリジョン）を避けるための仕組みと、万が一衝突が発生した場合にデータを再送する仕組みを兼ね備えた通信制御方法です。
CSMA/CD方式のポイントは以下の２点。
上記２つのポイントを１つ１つ図解します。
CSMA/CD方式①：Carrier Sense / Multiple Access
CSMA/CD方式では、初めにデータを送信する前に伝送路上に他のデータが流れていないか？を確認します。
伝送路上に他の通信（＝電気信号）が発生している状態で通信を行うと衝突が発生してしまうので、それを避けるための措置です。
確認した結果、もし電気信号が流れていないことを確認できたら、すぐにデータを送信します。
ですが逆にケーブル上に電気信号が流れていることを検知した場合には、データ送信を一旦待機します。
このようにすることでデータが衝突することを避ける狙いです。
CSMA/CD方式のCS（Carrier Sense）＝キャリア（電気信号）を検知するという意味です。
CSMA/CD方式②：Collision Detection
ただし、上記の仕組みだけでは同時に２つの通信機器が同時にデータ送信を行おうとした場合にはデータの衝突を避けることができません。
したがって、CSMA/CD方式ではデータの衝突を検知（Collision Detection）した場合、その後データを再送する仕組みも備えています。
CSMA/CD方式では衝突を検知（Collision Detection）後、コンピュータAとコンピュータCは適当な時間（＝乱数時間）待ってデータを再送します。
これで目的の通信機器にデータを正しく送信することができます。
さらに、衝突が発生した場合は再度同じことを繰り返すだけですが、それぞれのコンピュータが待機する時間はランダムなので何度も何度も衝突が続くことはほとんど考えられません。
このような仕組みで媒体共有型のネットワークを利用して通信を正常に行い、複数機器で適切に通信（Multiple Access）を行うための仕組みがCSMA/CD方式です。
CSMA/CD方式のメリット・デメリット
CSMA/CD方式は、初期のイーサネット技術においてシンプルで低コストな通信を可能にしました。
しかし、ネットワークの規模や通信量が増えると、通信効率が低下するという欠点があります。多くのデバイスが同時多発的に通信を行う現代の技術環境では、この方式はあまり利用されていないのが実情です。
以下にCSMA/CD方式のメリットとデメリットを記載しておきます。
CSMA/CDのメリット
- シンプルな設計
- CSMA/CDは技術的な複雑さが少なく、実装がシンプル。初期のネットワーク技術においては、このシンプルさが大きな利点となった。
- 自動的な衝突検出と再送
- データの衝突が発生しても、それを自動的に検出し、一定の時間待機した後に再送を行うため、通信の安定性が向上する。
- 低コスト
- 特別なハードウェアやソフトウェアの導入が不要で、初期投資や維持コストが低い。
CSMA/CDのデメリット
- 衝突の頻発による通信効率の低下
- ネットワークに接続されているデバイス数や通信量が増加すると、データの衝突が頻発する。これにより、通信の遅延や通信効率の低下が発生する。
- スケーラビリティの問題
- 大規模なネットワークや高トラフィック環境では、CSMA/CDの方式だけでは効果的な通信が難しくなるため、他の技術の導入が必要となる。
- 現代の技術環境との適合性
- スイッチング技術やフルデュプレックス通信の普及により、CSMA/CDの方式は現代のイーサネット技術であまり利用されなくなった。
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