Керування доступом до середовища

Керування доступом до середовища (англ. medium access control, MAC) — нижній підрівень канального (другого) рівня моделі OSI відповідно до стандартів IEEE 802.

MAC є одним із розширень моделі OSI. IEEE поділяє канальний рівень на два підрівні: підрівень керування доступом до середовища (MAC) та підрівень керування логічним зв’язком (LLC), з яких нижчим є MAC. Тому MAC є інтерфейсом між підрівнем LLC та фізичним (першим) рівнем.

MAC забезпечує адресацію та механізми керування доступом до каналу зв’язку, що дозволяє кільком терміналам або точкам доступу взаємодіяти в багатоточковій мережі (наприклад, у локальній або міській обчислювальній мережі) та емулює повнодуплексний логічний канал зв’язку в багатоточковій мережі.

Механізм адресації рівня MAC називається фізичною адресацією або MAC-адресами. MAC-адреса є унікальним серійним номером (див. OUI), який присвоюється кожному мережевому пристрою (такому як мережева плата в комп'ютері або мережевий комутатор)^[1] під час виробництва та дозволяє однозначно ідентифікувати його серед інших мережевих пристроїв у світі.

Це гарантує, що всі пристрої в мережі матимуть різні MAC-адреси (за аналогією з поштовими адресами), що робить можливим доставлення пакетів даних до місця призначення всередині підмережі, тобто фізичної мережі, яка складається з кількох сегментів, взаємопов'язаних повторювачами, концентраторами (хабами), комутаторами (світчами), але не IP-маршрутизаторами. IP-маршрутизатори можуть з’єднувати кілька підмереж.

Прикладом фізичної мережі є мережа Ethernet, яку можна розширити точками доступу бездротової локальної мережі (WLAN) та мережевими адаптерами WLAN, оскільки вони використовують ті самі 48-бітні MAC-адреси, що й Ethernet.

MAC-рівень не є необхідним при повнодуплексному зв’язку типу «точка-точка», але поля MAC-адрес включені до деяких протоколів «точка-точка» для забезпечення сумісності.

Механізми керування доступом до каналу, що надаються MAC-рівнем, також відомі як методи множинного доступу (англ. multiple access method). Це дозволяє кільком станціям, підключеним до одного фізичного середовища передачі, спільно використовувати його. Прикладами спільного фізичного середовища є шинні мережі, кільцеві мережі, мережі на основі концентраторів, бездротові мережі та напівдуплексні з’єднання типу «точка-точка».

Метод множинного доступу може виявляти або уникати колізій пакетів даних, якщо використовується пакетний конкурентний метод доступу до каналу. Також він може резервувати ресурси для створення логічного каналу, якщо використовується комутація каналів або метод доступу на основі каналізації. Механізм керування доступом до каналу спирається на схему мультиплексування фізичного рівня.

Найпоширенішим методом множинного доступу є конкурентний CSMA/CD, що використовується в мережах Ethernet. Цей механізм застосовується лише в межах простору колізій мережі, наприклад у шинній Ethernet-мережі або в мережі із зіркоподібною топологією на основі концентраторів. Мережу Ethernet можна поділити на кілька доменів колізій, з’єднаних між собою мостами та комутаторами.

Метод множинного доступу не потрібний у комутованій повнодуплексній мережі, наприклад у сучасних комутованих мережах Ethernet, але часто підтримується обладнанням з міркувань сумісності.