Кіріспе
IEEE 802 желілік стандарттарындағы қызмет қабаты IEEE 802 LAN/MAN стандарттарында ортаға кіруді басқару (MAC), яғни медиаға кіруді басқару, сымдық (электрлік немесе оптикалық) немесе сымсыз беру ортасымен өзара әрекеттесуге жауапты жабдықты басқаратын қабат болып табылады. MAC субқабаты мен логикалық байланысты басқару (LLC) субқабаты бірге деректер байланысы қабатын құрайды. LLC логикалық байланыс үшін ағынды басқару және мультиплекстеуді қамтамасыз етеді (мысалы, EtherType, 802.1Q VLAN тегі сияқты), ал MAC беру ортасы үшін ағынды басқару және мультиплекстеуді қамтамасыз етеді. Бұл екі субқабат OSI моделінің 2-қабатына сәйкес келеді. Ыңғайлылық үшін LLC IEEE 802.3 (онда кадрлар "шикі" болады) стандарттарын жүзеге асыру үшін міндетті емес, бірақ басқа IEEE 802 физикалық қабат стандарттарын жүзеге асыру үшін міндетті. OSI моделі мен IEEE 802 стандарттарының иерархиясында MAC субқабаты физикалық қабаттың бақылау абстракциясын ұсынады, сондықтан физикалық байланысты басқарудың күрделігі LLC және желілік стектің жоғарғы қабаттарына көрінбейді. Осылайша, кез келген LLC субқабатын (және жоғары қабаттарды) кез келген MAC-пен пайдалануға болады. Керісінше, ортаға кіруді басқару блогы формальды түрде PHY-ға медиадан тәуелсіз интерфейс арқылы қосылады. MAC блогы қазіргі уақытта көбінесе PHY-мен бір құрылғы жиынтығында біріктірілгенімен, тарихи тұрғыдан алғанда, кез келген MAC кез келген PHY-мен, беру ортасына тәуелсіз пайдаланылуы мүмкін еді. Желідегі басқа құрылғыға деректерді жібергенде, MAC субқабаты жоғары деңгейдегі кадрларды беру ортасына сәйкес кадрларға енгізеді (яғни MAC синхросоздамалық алғы сөзді қосады және қажет болса, толтырғыш қосады), беру қателіктерін анықтау үшін кадрды тексеру тізбесін қосады, содан кейін тиісті арнаға кіру әдісі рұқсат берген кезде деректерді физикалық қабатқа жібереді. Тоғысу домені бар топологияларда (шина, сақина, тор, нүктеден көп нүктеге дейінгі топологиялар) соқтығыстарды болдырмау үшін деректерді қашан жіберу және қашан күту керектігін басқару қажет. Сонымен қатар, MAC кедергі сигналы анықталған жағдайда қайта таратуды бастау арқылы соқтығыстарды өтеуге жауапты. Физикалық қабаттан деректерді алғанда, MAC блогы жіберушінің кадрды тексеру тізбектерін тексеру арқылы деректердің тұтастығын қамтамасыз етеді және деректерді жоғары қабаттарға жібермес бұрын жіберушінің алғы сөзін және толтырғышын жояды.
In IEEE 802 LAN/MAN standards, the medium access control (MAC), also called media access control, is the layer that controls the hardware responsible for interaction with the wired (electrical or optical) or wireless transmission medium. The MAC sublayer and the logical link control (LLC) sublayer together make up the data link layer. The LLC provides flow control and multiplexing for the logical link (i. e. EtherType, 802.1Q VLAN tag etc), while the MAC provides flow control and multiplexing for the transmission medium. These two sublayers together correspond to layer 2 of the OSI model. For compatibility reasons, LLC is optional for implementations of IEEE 802.3 (the frames are then "raw"), but compulsory for implementations of other IEEE 802 physical layer standards. Within the hierarchy of the OSI model and IEEE 802 standards, the MAC sublayer provides a control abstraction of the physical layer such that the complexities of physical link control are invisible to the LLC and upper layers of the network stack. Thus any LLC sublayer (and higher layers) may be used with any MAC. In turn, the medium access control block is formally connected to the PHY via a media independent interface. Although the MAC block is today typically integrated with the PHY within the same device package, historically any MAC could be used with any PHY, independent of the transmission medium. When sending data to another device on the network, the MAC sublayer encapsulates higher level frames into frames appropriate for the transmission medium (i. e. the MAC adds a syncword preamble and also padding if necessary), adds a frame check sequence to identify transmission errors, and then forwards the data to the physical layer as soon as the appropriate channel access method permits it. For topologies with a collision domain (bus, ring, mesh, point to multipoint topologies), controlling when data is sent and when to wait is necessary to avoid collisions. Additionally, the MAC is also responsible for compensating for collisions by initiating retransmission if a jam signal is detected. When receiving data from the physical layer, the MAC block ensures data integrity by verifying the sender's frame check sequences, and strips off the sender's preamble and padding before passing the data up to the higher layers.
Адрестік механизм
IEEE 802 желілерінде және FDDI желілерінде қолданылатын жергілікті желілік мекенжайлар MAC-адрестер деп аталады; олар алғашқы Ethernet жүзеге асыруларында қолданылған адрестеу схемасына негізделген. MAC-адресі бірегей серийлік нөмір ретінде қарастырылады. MAC-адрестер әдетте желілік интерфейс жабдығына өндіріс кезінде тағайындалады. Адрестің ең маңызды бөлігі өндірушіні анықтайды, ол адрестің қалған бөлігін тағайындайды, осылайша әлеуетті бірегей адресті қамтамасыз етеді. Бұл хосттарды ретрансляторлар, хабтар, көпірлер және коммутаторлардың комбинациясы арқылы байланыстыратын желілік байланыста фреймдерді жеткізуге мүмкіндік береді, бірақ желілік қабаттағы маршрутизаторлар арқылы емес. Мысалы, IP-пакет өзінің түпкі (қосалқы) желісіне жеткенде, түпкі IP-адресі (3-қабат немесе желілік қабат тұжырымы) IPv4 үшін Адресті шешу протоколымен немесе IPv6 үшін Көршілерді табу протоколы арқылы түпкі хосттың MAC-адресіне (2-қабат тұжырымы) айналдырылады. Физикалық желілердің мысалдары – Ethernet желілері және Wi-Fi желілері, екеуі де IEEE 802 желілері болып табылады және IEEE 802 48 биттік MAC-адрестерін пайдаланады. MAC қабаты толық дуплекс нүктеден нүктеге байланыста міндетті емес, бірақ үйлесімділік үшін кейбір нүктеден нүктеге протоколдарға мекенжай өрістері кіреді.
Каналға кіруді бақылау механизмі
MAC қабатымен қамтамасыз етілген арнаға кіруді бақылау механизмдері көптеген кіру әдісі деп те аталады. Бұл бір физикалық ортаға қосылған бірнеше станцияның оны пайдалануына мүмкіндік береді. Ортақ физикалық ортаның мысалдары – шиналық желілер, сақиналық желілер, хаб желілері, сымсыз желілер және жартылай дуплекс нүктеден нүктеге қосылыстар. Көптеген кіру әдісі пакеттік режимдегі таласқа негізделген арнаға кіру әдісі қолданылса дерек пакеттерінің қақтығысуын анықтауға немесе болдырмауға, ал тізбекті немесе арналық негіздегі арнаға кіру әдісі қолданылса логикалық арнаны құру үшін ресурстарды резервтеуге мүмкіндік береді. Арнаға кіруді бақылау механизмі физикалық қабаттың мультиплекстеу схемасына сүйенеді. Ең көп тараған көптеген кіру әдісі – Ethernet желілерінде қолданылатын таласқа негізделген CSMA/CD. Бұл механизм желілік қақтығыс доменінің ішінде ғана қолданылады, мысалы, Ethernet шиналық желісі немесе хабқа негізделген жұлдыз тәрізді желі. Ethernet желісі көпірлер мен коммутаторлар арқылы байланысқан бірнеше қақтығыс домендеріне бөлінуі мүмкін. Қазіргі заманғы коммутацияланған Ethernet желілері сияқты толық дуплекс коммутацияланған желіде көптеген кіру әдісі қажет емес, бірақ жабдықта үйлесімділік үшін көбінесе қол жетімді болады.
Бір мезгілде беру үшін арнаға кіруді бақылау механизмі
Сымсыз жеке аймақтық желіде бағытталған антенналардың және миллиметрлік толқынды байланыстың қолданылуы, шектеулі аумақта бір-біріне кедергі келтірмейтін хабарларды бірдей уақытта жоспарлау мүмкіндігін арттырады, нәтижесінде желінің өнімділігі күрт жоғарылайды. Дегенмен, бірдей уақытта берілістің ең тиімді кестесін құру NP-толық проблема болып табылады.
Ұялы байланыс желілері
GSM, UMTS немесе LTE желілері сияқты ұялы байланыс желілері де MAC қабатын қолданады. Ұялы байланыс желілеріндегі MAC протоколы қымбат лицензиялық спектрді тиімді пайдалану үшін құрастырылған. Ұялы байланыс желісінің радио интерфейсі OSI моделінің 1 және 2 қабаттарында орналасқан; 2 қабатта ол бірнеше протокол қабаттарына бөлінеді. UMTS және LTE-де бұл протоколдар – пакеттік деректердің жинақталу протоколы (PDCP), радио байланыс басқару (RLC) протоколы және MAC протоколы. Базалық станция радио интерфейсін толық бақылайды және барлық құрылғылардың төмендету және көтеру желілеріне қол жеткізуді жоспарлайды. MAC протоколы 3GPP ұйымымен UMTS үшін TS 25.321, LTE үшін TS 36.321 және 5G үшін TS 38.321 стандарттарында белгіленген.