중간 접근 제어

Medium access control
OSI 모델
층별로
7. 어플리케이션 레이어
6. 프레젠테이션 레이어
5. 세션 레이어
(4) 수송층
3. 네트워크층
2. 데이터 링크층
1. 물리층
인터넷 프로토콜 스위트
응용 프로그램레이어
트랜스포트 레이어
인터넷 레이어
링크 레이어

IEEE 802 LAN/MAN 표준에서 미디어 액세스컨트롤(MAC, Media Access Control) 서브레이어는 유선, 광학 또는 무선 전송 매체와의 상호작용을 담당하는 하드웨어를 제어하는 레이어입니다.MAC 서브레이어와 Logical Link Control(LLC; 논리링크 제어) 서브레이어가 함께 데이터 링크레이어를 구성합니다.LLC는 논리 링크(EtherType, 802.1Q VLAN 태그 등)의 흐름 제어와 멀티플렉싱을 제공하며, MAC은 전송 매체의 흐름 제어와 멀티플렉싱을 제공합니다.

이들 2개의 서브레이어는 모두 OSI 모델의 레이어2에 대응합니다.호환성을 위해 LLC는 IEEE 802.3의 실장에서는 옵션이지만(그 후 프레임은 「원시」), 다른 IEEE 802 물리층 표준의 실장에서는 필수입니다.OSI 모델과 IEEE 802 표준의 계층 내에서 MAC 서브레이어는 물리 레이어의 제어 추상화를 제공하여 물리 링크 제어의 복잡성이 네트워크 스택의 LLC 및 상위 레이어에서는 보이지 않도록 합니다.따라서 LLC 서브레이어(및 상위 레이어)는 임의의 MAC에서 사용할 수 있습니다.이어서 미디어 액세스 제어 블록은 미디어 비의존 인터페이스를 통해 정식으로 PHY에 접속된다.현재 MAC 블록은 일반적으로 같은 디바이스 패키지 내에서 PHY와 통합되어 있습니다만, 이전에는 전송 매체에 관계없이 임의의 MAC을 임의의 PHY와 함께 사용할 수 있었습니다.

네트워크상의 다른 디바이스에 데이터를 송신하는 경우, MAC 서브 레이어는 상위 레벨의 프레임을 전송 미디어에 적절한 프레임에 캡슐화하고(즉, MAC에 의해 Syncword Preamble이 추가되어 필요에 따라서 패딩이 추가), 프레임체크 시퀀스가 추가되어 전송 에러를 특정하고, 데이터가 물리 레이어에 전송 되는 즉시 전송됩니다.적절한 채널접근방법에 의해 허용됩니다.콜리전 도메인(버스, 링, 메쉬, 포인트 투 멀티 포인트토폴로지)이 있는 토폴로지에서는, 콜리젼을 회피하기 위해서, 데이터의 송신 시기와 대기 시간을 제어할 필요가 있습니다.또, MAC는, 잼 신호가 검출되었을 경우에 재송신을 개시하는 것으로써, 충돌을 보상하는 역할도 완수한다.물리층으로부터 데이터를 수신하면, MAC 블록은 송신측의 프레임체크 시퀀스를 검증하는 것으로 데이터의 정합성을 보증해, 송신측의 프리암블과 패딩을 제거하고 나서, 데이터를 상위층에 전달합니다.

멀티플렉싱
Multiplexing diagram.svg
아날로그 변조
관련 토픽

MAC 서브레이어에서 실행되는 기능

IEEE 규격 802-2001 섹션 6.2.3 "MAC 서브레이어"에 따르면 MAC 레이어에 의해 실행되는 주요 기능은 다음과 같습니다.[2]

  • 프레임 구분 및 인식
  • 목적지 스테이션의 주소 지정(개별 스테이션 및 스테이션 그룹 모두)
  • 소스 스테이션 주소 지정 정보 전달
  • LLC PDU 또는 이더넷서브레이어 내 동등한 정보의 투과적 데이터 전송
  • 일반적으로 프레임 검사 시퀀스를 생성하고 확인하는 방법으로 오류로부터 보호
  • 물리적 전송 매체에 대한 접근 제어

이더넷의 경우 MAC에 필요한 기능은 다음과 같습니다.[3]

  • 통상의 프레임의 송수신
  • 반이중 재전송 및 백오프 기능
  • 추가/체크 FCS(프레임체크 시퀀스)
  • 프레임 간 간격 적용
  • 부정한 형식의 프레임을 폐기하다
  • prepend(tx)/remove(rx) 프리암블, SFD(Start Frame Delimiter) 및 패딩
  • 반이중 호환성: MAC 주소 추가(tx)/삭제(rx)

어드레싱 메커니즘

IEEE 802 네트워크 및 FDDI 네트워크에서 사용되는 로컬네트워크 주소는 미디어 액세스컨트롤 주소라고 불립니다.이 주소는 초기 이더넷 구현에서 사용된 주소 지정 방식을 기반으로 합니다.MAC 주소는, 일의의 시리얼 번호로서 사용됩니다.MAC 주소는 일반적으로 제조 시 네트워크인터페이스 하드웨어에 할당됩니다.주소의 가장 중요한 부분은 나머지 주소를 할당하는 제조업체를 식별하기 때문에 잠재적으로 고유한 주소를 제공할 수 있습니다.이것에 의해, 리피터, 허브, 브릿지, 및 스윗치의 몇개의 편성에 의해서 호스트를 상호 접속하는 네트워크 링크상에서 프레임을 전달할 수 있습니다만, 네트워크층 라우터에서는 전달할 수 없습니다.따라서, 예를 들면, IP 패킷이 행선지(서브) 네트워크에 도달하면, 행선지 IP 주소(레이어 3 또는 네트워크층의 개념)는, IPv4 의 Address Resolution Protocol 에 의해서 해결되거나, Neighbor Discovery Protocol(IPv6) 에 의해서 행선지 호스트의 MAC 주소(레이어 2 개념)에 해결됩니다.

물리 네트워크의 예로는 이더넷네트워크와 Wi-Fi 네트워크를 들 수 있습니다.이들 네트워크 모두 IEEE 802 네트워크이며 IEEE 802 48비트 MAC 주소를 사용합니다.

전이중 포인트 투 포인트 통신에서는 MAC 계층이 필요하지 않지만 호환성을 위해 주소 필드가 일부 포인트 투 포인트 프로토콜에 포함되어 있습니다.

채널 액세스 제어 메커니즘

MAC 레이어에 의해 제공되는 채널액세스 제어 메커니즘은 멀티 액세스 방식이라고도 불립니다.이를 통해 동일한 물리적 매체에 연결된 여러 스테이션이 이를 공유할 수 있습니다.공유 물리 미디어의 예로는 버스 네트워크, 링 네트워크, 허브 네트워크, 무선 네트워크 및 반이중 포인트 투 포인트 링크가 있습니다.멀티 액세스 방식은 패킷모드 컨텐션베이스 채널액세스 방식이 사용되는 경우 데이터 패킷의 충돌을 검출 또는 회피하거나 회선교환 방식 또는 채널라이제이션 기반의 채널액세스 방식이 사용되는 경우 논리 채널을 확립하기 위해 자원을 예약할 수 있습니다.채널 액세스컨트롤 메커니즘은 물리층 멀티플렉스 방식에 의존합니다.

가장 널리 사용되는 멀티 액세스 방식은 이더넷네트워크에서 사용되는 컨텐션베이스 CSMA/CD입니다.이 메커니즘은 이더넷버스 네트워크나 허브 기반의 스타토폴로지 네트워크 등 네트워크 충돌 도메인 내에서만 사용됩니다.이더넷 네트워크는 브리지와 스위치에 의해 상호 접속되는 여러 충돌 도메인으로 나눌 수 있습니다.

오늘날의 스위치드 이더넷네트워크와 같은 스위치드 전이중 네트워크에서는 멀티 액세스 방식이 필요 없습니다만, 많은 경우 호환성의 이유로 기기에서 사용할 수 있습니다.

동시 전송을 위한 채널 액세스 제어 메커니즘

무선 퍼스널에리어 네트워크에서 지향성 안테나와 밀리파 통신을 사용하면 로컬 영역에서의 무간섭 송신의 동시 스케줄링 가능성이 높아져 네트워크 throughput이 대폭 향상됩니다.다만, 동시 전송의 최적 스케줄링은, NP-hard 문제입니다.[4]

셀룰러 네트워크

GSM, UMTS 또는 LTE 네트워크와 같은 셀룰러 네트워크도 MAC 계층을 사용합니다.셀룰러 네트워크의 MAC 프로토콜은 고가의 라이센스 스펙트럼의 [5]활용도를 최대화하기 위해 설계되었습니다.셀룰러 네트워크의 무선 인터페이스는 OSI 모델의 레이어 1과 레이어 2에 있으며 레이어 2에서는 복수의 프로토콜 레이어로 나뉩니다.UMTS와 LTE에서, 이러한 프로토콜은 Packet Data Convergence Protocol (PDCP), RLC (Radio Link Control) 프로토콜, MAC 프로토콜입니다.베이스 스테이션은 무선 인터페이스를 절대적으로 제어하며 다운링크액세스와 모든 디바이스의 업링크액세스를 스케줄 합니다.MAC 프로토콜은 UMTS의 경우 TS 25.321[6], LTE의 경우 TS 36.321[7], 5G의 경우 TS 38.321에서[8] 3GPP에 의해 지정됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "X.225 : Information technology – Open Systems Interconnection – Connection-oriented Session protocol: Protocol specification". Archived from the original on 1 February 2021. Retrieved 24 November 2021.
  2. ^ "IEEE 802-2001 (R2007) IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Overview and Architecture" (PDF). IEEE.
  3. ^ "4.1.4", IEEE 802.3-2002, IEEE
  4. ^ Bilal, Muhammad; et al. (2014). "Time‐Slotted Scheduling Schemes for Multi‐hop Concurrent Transmission in WPANs with Directional Antenna". ETRI Journal. 36 (3): 374–384. arXiv:1801.06018. doi:10.4218/etrij.14.0113.0703.
  5. ^ Guowang Miao; Jens Zander; Ki Won Sung; Ben Slimane (2016). Fundamentals of Mobile Data Networks. Cambridge University Press. ISBN 978-1107143210.
  6. ^ IMT2000 3GPP - 3GPP TS 25.321 MAC 프로토콜 규격
  7. ^ IMT2000 3GPP - 3GPP TS 36.321 진화형 지상파 무선접속; MAC 프로토콜 규격
  8. ^ IMT2000 3GPP - 3GPP TS 38.321 NR; MAC 프로토콜 규격