Ελέγχος προσπέλασης μέσου

Στα IEEE 802 LAN/MAN πρότυπα, το medium access control (MAC) υπόστρωμα (γνωστό και ως media access control υπόστρωμα) και το logical link control (LLC) υπόστρωμα μαζί συνθέτουν το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων. Μέσα σε αυτό το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων, το LLC παρέχει έλεγχο ροής και πολυπλεξία για τη λογική σύνδεση (δηλαδή EtherType, 802.1 Q VLAN tag κ. λπ.), ενώ το MAC παρέχει έλεγχο ροής και πολυπλεξία για το μέσο μετάδοσης.

Αυτές οι δύο υποστρώσεις μαζί αντιστοιχούν στο επίπεδο 2 του OSI μοντέλου. Για λόγους συμβατότητας, το LLC είναι προαιρετικό για εφαρμογές της IEEE 802.3 (τα πλαίσια στη συνέχεια είναι "ωμά"), αλλά υποχρεωτικό για υλοποιήσεις όλων των άλλων IEEE 802 πρότυπα. Εντός της ιεραρχίας του μοντέλου OSI και των προτύπων IEEE 802, το MAC μπλοκ παρέχει έλεγχο της άντλησης του φυσικού στρώματος όπως η πολυπλοκότητα της φυσικής ελέγχου σύνδεσης που είναι αόρατη στο LLC και στα ανώτερα στρώματα της στοίβας δικτύου. Έτσι, κάθε LLC μπλοκ (και τα υψηλότερα στρώματα) μπορούν να χρησιμοποιηθούν με οποιοδήποτε MAC. Με τη σειρά του, το medium access control block είναι τυπικά συνδεδεμένο με την PHY μέσω μιας media independent interface. Αν και το MAC μπλοκ σήμερα είναι συνήθως ενσωματωμένο με το PHY μέσα στο ίδιο πακέτο της συσκευής, ιστορικά, κάθε MAC μπορεί να χρησιμοποιηθεί με οποιοδήποτε PHY, ανεξάρτητα από το μέσο μετάδοσης.

Κατά την αποστολή δεδομένων σε μια άλλη συσκευή στο δίκτυο, το MAC μπλοκ συμπυκνώνει τα καρέ υψηλότερου επίπεδου σε καρέ κατάλληλα για το μέσο μετάδοσης (δηλαδή το MAC προσθέτει μια syncword λεξη και, επίσης, γεμίση στο σημα, αν είναι απαραίτητο), προσθέτει ένα πλαίσιο ελέγχου ακολουθίας για τον εντοπισμό σφαλμάτων μετάδοσης, και στη συνέχεια διαβιβάζει τα δεδομένα στο φυσικό επίπεδο, το συντομότερο το οποίο επιτρεπει η κατάλληλη πρόσβαση καναλιών μέθοδος. Τον έλεγχο, όταν τα δεδομένα που αποστέλλονται και πότε είναι αναγκαίο να περιμένουμε για να αποφευχθεί η συμφόρηση και οι συγκρούσεις, ειδικά για τοπολογίες με σύγκρουση τομέα (βασης, δακτύλιου, πλέγματος, point-to-multipoint τοπολογίες). Επιπλέον, το MAC είναι επίσης υπεύθυνο για να αποζημίωσει για την συμφόρηση και τις συγκρούσεις με την έναρξη αναμετάδοσης αν ένα μπλοκαρισμενο σήμα ανιχνεύτει, και/ή αν είναι απαραιτητο να διαπραγμάτευτει για εναν βραδύτερο ρυθμό μετάδοσης. Κατά τη λήψη δεδομένων από το φυσικό στρώμα, το MAC μπλοκ εξασφαλίζει την ακεραιότητα των δεδομένων μιας και επαλήθευει τις ακολουθίες του πλαισίου ελέγχου του αποστολέα, και απογυμνωνει από τον αποστολέα τη γεμιση και προστασια στο σημα πριν πέρασει τα δεδομένα στα υψηλότερα στρώματα.

Λειτουργίες που εκτελούνται στο MAC υπόστρωμα

Συμφωνα με τα προτυπα της IEEE Std 802-2001 παραγραφος 6.2.3 "MAC sublayer", οι πρωταρχικες λειτουργιες που εκτελουνται στο MAC υποστρωμα ειναι:^[1]

Delimiting των καρέ και αναγνωριση τους
Οριζονται οι διευθυνσεις στις οποίες καταληγουν οι σταθμοι (και σαν σταθμοί ξεχωριστά και σαν ομάδα σταθμών)
Μεταφορά των πληροφοριων σχετικα με τις διευθυνσεις των πηγων των σταθμων
Μεταφορα transparent δεδομένων των LLC PDU, ή των αντιστοιχων πληροφοριών στο Ethernet υποστρωμα
Προστασία κατά λαθών, γενικά μεσω την παραγωγής και του ελεγχου των ακολουθιων του πλαισιου ελεγχου
Ελεγχος της συνδεσης στο μεσο της φυσικης μεταδοσης

Στην περιπτωση του Ethernet, συμφωνα με το παραρτημα 802.3-2002 παραγραφος 4.1.4, οι λειτουργιες που απαιτουνται από ένα MAC ειναι:^[2]

λαμβανει/μεταδίδει κανονικά καρέ
half-duplex επαναμετάδοση και backoff λειτουργίες
καθυστερεί/ελεγχει τη FCS ακολουθία (frame check sequence)
ενισχύει τα κενά ανάμεσα στα καρέ
απορρίπτει δυσμορφα καρέ
prepend(tx)/αφαιρεί(rx) preamble, SFD (start frame delimiter), και την προστασία
half-duplex compatibility: append(tx)/remove(rx) MAC address

Μηχανισμος διευθυνσεων

Οι τοπικές διευθύνσεις δικτυών που χρησιμοποιουνται στα IEEE 802 και FDDI δικτυα ονομαζονται media access control addresses; συνηθως βασιζονται στον ιδιο τροπο που χρησιμοποιουνταν στις αρχικες μορφες του Ethernet για να δημιουργηθουν διευθυνσεις. Μια MAC διευθυνση δημιουργειτε ως ένας μοναδικος σειριακος αριθμος. Οι MAC διευθυνσεις τυπικα δινωνται στo υλικό της διεπαφή του δικτύου συνηθως όταν κατασκευαζεται. Το πιο σημαντικο κομμάτι της διευθυνσης ταυτοποιεί τον κατασκευαστή, ο οποίος καθορίζει το υπόλοιπο της διευθυνσης, κατασκευάζοντας ετσι μια μοναδική διεύθυνση. Αυτο το καθιστά δυνατό για τα καρέ να παραδίδονται σε ένα συνδεσμο του δικτυου ο οποιος συνδεει τους διακομιστες με καποιο συνδυασμο από repeaters, hubs, bridges και switches, αλλά όχι από network layer routers. Έτσι, για παράδειγμα, όταν ένα IP πακέτο φτάνει στον προορισμό του του στο (υπο)δίκτυο, η διευθυνση προορισμού IP (ενα υποστρωμα 3 ή ένα υποστρωμα δικτύου concept) τότε ακολουθείται το Address Resolution Protocol για IPv4, ή ακολουθειται το Neighbor Discovery Protocol (IPv6) μεστα στη MAC διεύθυνση (ενα concept υποστρωματος 2) του διανομέα στον οποίο γίνεται η άφιξη.

Παραδείγματα άλλω φυσικών δικτυών είναι Ethernet δίκτυα και Wi-Fi δίκτυα, και τα δυο από τα οποία είναι IEEE 802 δίκτυα και χρησιμοποιουν IEEE 802 48-bit MAC διευθύνσεις.

Ενα MAC υπόστρωμα δεν είναι απαραίτητο να κάνει full-duplex point-to-point επικοινωνια, αλλα τα πεδία διευθύνσεων εμπεριεχονται σε καποια point-to-point προτόκολα για λόγους συμβατικότητας.

Παραπομπές

↑ «IEEE 802-2001 (R2007) IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Overview and Architecture» (PDF). IEEE.
↑ «IEEE 802.3». IEEE.

[1] «IEEE 802-2001 (R2007) IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Overview and Architecture» (PDF). IEEE.

[2] «IEEE 802.3». IEEE.

[1]

[2]