網(wǎng)絡(luò)之中，我們熟悉的MAC層協(xié)議，在無線和有線兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之中有什么差異呢？今天我們就此話題展開來談一談。那么這篇文章主要講述了有線網(wǎng)絡(luò)中的MAC協(xié)議的一些內(nèi)容。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,人們對網(wǎng)絡(luò)通信的需求不斷提高,無線局域網(wǎng)(WLAN)作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,利用無線多址信道的一種有效方法來支持計(jì)算機(jī)之間的通信,并讓通信的移動(dòng)化､個(gè)性化和多媒體應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)｡

媒體訪問控制(MAC)作為局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,完全決定局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能(諸如吞吐性能與遲延性能)等等｡而無線局域網(wǎng)(WLAN)由于其傳輸介質(zhì)以及移動(dòng)性等特點(diǎn),采用與有線局域網(wǎng)有所區(qū)別的MAC協(xié)議｡

OSI七層協(xié)議中數(shù)據(jù)鏈路層(DLL)內(nèi)LLC層和MAC層

OSI將網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議體系區(qū)分為7個(gè)層,體系的***層稱為物理層,網(wǎng)絡(luò)所采用的不同的傳輸介質(zhì),對應(yīng)不同的物理層,如雙絞線或同軸線｡體系內(nèi)第二層為數(shù)據(jù)鏈路層(Data link Sub-layer),數(shù)據(jù)鏈路層的上半部為LLC(Logical Link Control Sub-layer)邏輯鏈路控制子層,負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)正確的發(fā)送到物理層,在數(shù)據(jù)鏈路層的下半部為MAC(Media Access Control)子層,負(fù)責(zé)控制與連接物理層的物理介質(zhì)｡

當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),MAC層要完成以下任務(wù):首先它按規(guī)則從LLC層接收數(shù)據(jù),然后執(zhí)行媒體訪問規(guī)程,查看網(wǎng)絡(luò)是否可以發(fā)送;一旦網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)送,它將給數(shù)據(jù)附加上一些控制信息,把數(shù)據(jù)及控制信息以規(guī)定的格式(一般稱做幀)送往物理層｡

當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí),MAC層要完成以下任務(wù):首先它從物理層接收到數(shù)據(jù)幀并檢查數(shù)據(jù)幀中的控制信息,從而判斷是否發(fā)生傳輸錯(cuò)誤｡如數(shù)據(jù)正確,則去掉控制信息后把其送至LLC層｡

傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)(LAN)的MAC協(xié)議

在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),各種傳輸介質(zhì)的物理層對應(yīng)到相對的MAC層,例如以同軸線為傳輸介質(zhì)時(shí),對應(yīng)的MAC層標(biāo)準(zhǔn)為802.14,各個(gè)計(jì)算機(jī)連接成環(huán)狀時(shí),對應(yīng)MAC標(biāo)準(zhǔn)為802.5｡目前,最普及的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)稱為以太網(wǎng),其在MAC層定義為802.3｡802.3的MAC層定義對傳輸介質(zhì)的訪問控制方式為CSMA/CD｡

CSMA/CD媒體訪問控制協(xié)議

由于以太網(wǎng)(Ethernet)成為現(xiàn)存局域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的絕大多形式,CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)載波監(jiān)測多址接入?yún)f(xié)議也成為局域網(wǎng)采用最多的MAC協(xié)議｡CSMA/CD適宜于總線型局域網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)的隨機(jī)競爭型媒體訪問控制｡總線型網(wǎng)絡(luò)允許同一時(shí)刻只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)(Node)發(fā)送數(shù)據(jù),一旦兩個(gè)或以上節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù),則會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞,數(shù)據(jù)不能正常發(fā)送和接收｡CSMA/CD協(xié)議就是盡可能保證網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù),減小數(shù)據(jù)“碰撞"概率｡

CSMA/CD工作過程:

當(dāng)MAC協(xié)議收到LLC(Logical Link Control Sub-Layer)發(fā)來的數(shù)據(jù)以后,首先監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)電纜上是否具有數(shù)據(jù),即載波傳送｡如果網(wǎng)絡(luò)空閑,即沒有載波傳送,剛將數(shù)據(jù)裝幀,經(jīng)物理層發(fā)送出去｡如果網(wǎng)絡(luò)繁忙,則監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)直到網(wǎng)絡(luò)空閑,再將數(shù)據(jù)裝幀發(fā)送｡

EEE 802.3 MAC幀格式

MAC層在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)將數(shù)據(jù)裝幀交物理層發(fā)送｡

Preamble:前導(dǎo)序列｡由62比特交替出現(xiàn)的“0"“1"序列組成｡設(shè)置目的:接收端物理層同步位時(shí)鐘｡

SFD:起始域｡“11"表示有用數(shù)據(jù)開始｡

Dest:目的地址域｡由6字節(jié)組成｡表目的節(jié)點(diǎn)地址｡

Sourse:源地址域｡由6字節(jié)組成｡表源節(jié)點(diǎn)地址｡

Length:長度域｡由2字節(jié)組成｡表數(shù)據(jù)域長度｡

Data:數(shù)據(jù)域｡46字節(jié)~1500字節(jié)之間｡

FCS:校驗(yàn)域｡4字節(jié)組成｡

CSMA/CD為基礎(chǔ)的MAC協(xié)議發(fā)展方向

隨著10 BASE-T和10 BASE-FL等技術(shù)的出現(xiàn),IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)已經(jīng)開始由總線型結(jié)構(gòu)向樹型結(jié)構(gòu)發(fā)展｡因此,CSMA/CD為基礎(chǔ)的MAC子層也需要被修改以適應(yīng)雙工工作模式局域網(wǎng)的發(fā)展｡