Средний контроль доступа - Википедия - Medium access control

В Стандарты IEEE 802 LAN / MAN, то средний контроль доступа (MAC, также называемый контроль доступа к медиа) подуровень - это уровень, который управляет оборудованием, отвечающим за взаимодействие с проводными, оптическими или беспроводными среда передачи. Подуровень MAC и управление логической связью (LLC) подуровень вместе составляют уровень канала передачи данных. На уровне канала передачи данных LLC предоставляет управление потоком и мультиплексирование для логической ссылки (т.е. EtherType, Тег 802.1Q VLAN и т. д.), в то время как MAC обеспечивает управление потоком и мультиплексирование для среды передачи.

Эти два подслоя вместе соответствуют слою 2 Модель OSI. По причинам совместимости LLC не является обязательным для реализаций IEEE 802.3 (кадры в этом случае являются «необработанными»), но обязательны для реализации других стандартов физического уровня IEEE 802. В иерархии модели OSI и стандартов IEEE 802 подуровень MAC обеспечивает абстракция управления физического уровня, так что сложности управления физическим каналом невидимы для LLC и верхних уровней сетевого стека. Таким образом, любой подуровень LLC (и более высокие уровни) может использоваться с любым MAC. В свою очередь, блок управления доступом к среде формально подключен к PHY через медиа-независимый интерфейс. Хотя сегодня блок MAC обычно интегрируется с PHY внутри тот же пакет устройства исторически любой MAC мог использоваться с любым PHY, независимо от среды передачи.

При отправке данных на другое устройство в сети подуровень MAC инкапсулирует кадры более высокого уровня в кадры, подходящие для среды передачи (т.е. MAC добавляет синхронизирующее слово преамбула, а также при необходимости дополнение), добавляет последовательность проверки кадра для выявления ошибок передачи, а затем пересылает данные на физический уровень, как только метод доступа к каналу позволяет это. Для топологий с область столкновения (шина, кольцо, сетка, топологии точка-многоточка), контроль, когда данные отправляются и когда ждать необходимо, чтобы избежать столкновения. Кроме того, MAC также отвечает за компенсацию коллизий, инициируя повторную передачу, если сигнал помехи обнаружен. При приеме данных с физического уровня блок MAC обеспечивает целостность данных, проверяя последовательности проверки кадров отправителя, и удаляет преамбулу и заполнение отправителя перед передачей данных на более высокие уровни.

Мультиплексирование
Аналоговая модуляция
ЯВЛЯЮСЬ FM ВЕЧЕРА QAM SM SSB
Цепной режим (постоянная полоса пропускания)
TDM FDM  / WDM SDMA Поляризация Пространственный OAM
Статистическое мультиплексирование (переменная пропускная способность)
Коммутация пакетов Динамический TDMA FHSS DSSS OFDMA SC-FDM MC-SS
похожие темы
Методы доступа к каналу Средний контроль доступа

Функции, выполняемые на подуровне MAC

В соответствии с разделом 6.2.3 IEEE Std 802-2001 «Подуровень MAC» основными функциями, выполняемыми уровнем MAC, являются:^[1]

• Разграничение и распознавание кадров
• Адресация станций назначения (как отдельных станций, так и групп станций)
• Передача адресной информации станции-источника
• Прозрачная передача данных LLC PDU или эквивалентной информации на подуровне Ethernet
• Защита от ошибок, как правило, путем создания и проверки последовательностей проверки кадров
• Контроль доступа к физической среде передачи

В случае Ethernet Согласно 802.3-2002 разделу 4.1.4, от MAC требуются следующие функции:^[2]

• принимать / передавать нормальные кадры
• полудуплексные функции повторной передачи и отсрочки передачи
• добавить / проверить FCS (последовательность проверки кадра )
• обеспечение соблюдения межкадровых разрывов
• отбросить искаженные кадры
• prepend (tx) / remove (rx) преамбула, SFD (разделитель начального кадра ) и заполнение
• полудуплексная совместимость: добавить (tx) / удалить (rx) MAC-адрес

Механизм адресации

Адреса локальной сети, используемые в IEEE 802 сети и FDDI сети называются адреса управления доступом к среде; они основаны на схеме адресации, которая использовалась в ранних Ethernet реализации. MAC-адрес - это уникальный серийный номер. MAC-адреса обычно назначаются аппаратному обеспечению сетевого интерфейса во время производства. Наиболее значимая часть адреса идентифицирует производителя, который назначает оставшуюся часть адреса, таким образом обеспечивая потенциально уникальный адрес. Это позволяет доставлять кадры по сетевому каналу, который соединяет узлы с помощью некоторой комбинации повторители, узлы, мосты и переключатели, но не сетевой уровень маршрутизаторы. Так, например, когда IP пакет достигает своей сети назначения (подсети), IP-адрес назначения (концепция уровня 3 или сетевого уровня) разрешается с помощью Протокол разрешения адресов за IPv4, или Протокол обнаружения соседей (IPv6) в MAC-адрес (концепция уровня 2) хоста назначения.

Примеры физических сетей: Ethernet сети и Вай фай сети, обе из которых являются сетями IEEE 802 и используют 48-битные MAC-адреса IEEE 802.

Уровень MAC не требуется в полнодуплексный точка-точка связь, но поля адреса включены в некоторые протоколы точка-точка по соображениям совместимости.

Механизм контроля доступа к каналу

Механизмы управления доступом к каналу, обеспечиваемые уровнем MAC, также известны как метод множественного доступа. Это позволяет нескольким станциям подключаться к одному и тому же физическая среда поделиться этим. Примеры общих физических носителей: автобусные сети, кольцевые сети, узловые сети, беспроводные сети и полудуплекс двухточечные ссылки. Метод множественного доступа может обнаруживать или избегать пакетов данных столкновения если пакетный режим раздор основан метод доступа к каналу используется, или зарезервировать ресурсы для установления логического канала, если с коммутацией каналов или используется метод доступа к каналу на основе разделения на каналы. Механизм управления доступом к каналу основан на физическом уровне. мультиплекс схема.

Самый распространенный метод множественного доступа - конкурентный. CSMA / CD используется в сетях Ethernet. Этот механизм используется только в домене сетевых конфликтов, например, в сети шины Ethernet или в сети с топологией «звезда» на основе концентраторов. Сеть Ethernet может быть разделена на несколько конфликтных доменов, связанных между собой мостами и коммутаторами.

Метод множественного доступа не требуется в коммутируемом полнодуплексный сеть, такая как современные коммутируемые сети Ethernet, но часто доступна в оборудовании по соображениям совместимости.

Механизм управления доступом к каналу для одновременной передачи

Использование направленных антенн и миллиметровая волна общение в беспроводная личная сеть увеличивает вероятность одновременного планирования передачи без помех в локальной области, что приводит к огромному увеличению пропускной способности сети. Однако оптимальное планирование одновременной передачи - это NP-сложная задача.^[3]

Сотовые сети

Сотовые сети, Такие как GSM, UMTS или же LTE сети также используют уровень MAC. Протокол MAC в сотовых сетях разработан для максимального использования дорогостоящего лицензированного спектра.^[4] В воздушный интерфейс сотовой сети находится на уровнях 1 и 2 модели OSI; на уровне 2 он разделен на несколько уровней протокола. В UMTS и LTE эти протоколы являются Протокол конвергенции пакетных данных (PDCP), Управление радиосвязью (RLC) протокол и протокол MAC. Базовая станция имеет полный контроль над радиоинтерфейсом и планирует доступ по нисходящей линии связи, а также доступ по восходящей линии связи для всех устройств. Протокол MAC определяется 3GPP в TS 25.321^[5] для UMTS, TS 36.321^[6] для LTE и TS 38.321^[7] за 5G Новое радио (NR).

Смотрите также

• Список методов доступа к каналу
• Контроллер изохронного доступа к среде
• Принудительная переадресация MAC
• MACsec (IEEE 802.1AE)

Рекомендации