Корисник:NedalmNRT/песак
| TCP/IP |
|---|
| Слој апликације |
| DHCP • DHCPv6 • DNS • FTP • HTTP • IMAP • IRC • LDAP • MGCP • NNTP • BGP • NTP • POP • RPC • RTP • RTSP • RIP • SIP • SMTP • SNMP • SOCKS • SSH • Telnet • TLS/SSL • XMPP • (више) |
| Транспортни слој |
| TCP • UDP • DCCP • SCTP • RSVP • (више) |
| Слој мреже |
| IP (IPv4 • IPv6) • ICMP • ICMPv6 • ECN • IGMP • IPsec • (више) |
| Слој везе |
| ARP/InARP • NDP • OSPF • Tunnels (L2TP) • PPP • Media access control (Ethernet • DSL • ISDN • FDDI) • (више) |
Medium Access Control (такође познат као Media Access Control или скраћено MAC) је, по IEEE 802 LAN/MAN стандардима, подслој који контролише хардверске компоненте одговорне за интеракцију са оптичким, жичним и бежичним преносним медијумима. MAC подслој заједно са LLC (Logical Link Control) подслојем чине слој везе OSI и TCP/IP модела. MAC има главну улогу да обезбеди контролу тока над преносним медијумима са којим он интерагује, као и да им омогући мултиплексирање.[1]
Основне одлике[уреди | уреди извор]
Када неки уређај жели да пошаље податке на другом уређају на мрежи, MAC подслој енкапсулира фрејмове (пакете) већег нивоа у фрејмове компатибилне за преносни медијум. Затим се увoде секвенце провере фрејма за исправљање грешака пре преноса, и на крају се прослеђују ти подаци физичком слоју за даље слање. За домене са колизијом, уводи се период чекања да не би у тој мрежи дошло до колизије (запушење мрежног тока). MAC такође има спосбност да надокнади податке доменима са колизијом, али само ако је дошло до губљењa или застоја сигнала. Када неки уређај жели да прими податке од другог уређаја, MAC подслој обезбеђује интегритет података тако што проверава одакле су дошли фрејмови пошиљаоца помоћу заглавља добијених пакета, и када утврди да су места слања и места испоруке тачна, он откачи та заглавља и шаље саме податке вишим слојевима.[1]
У хијерархији OSI модела и по IEE 802.3 стандардима, MAC подслој игра важну улогу у апстракцији физичког слоја на начин да LLC и слојеви изнад слоја везе не могу видети сложене делове самог физичког слоја. Због ове улоге, сваки LLC подслој се може надовезати са било којим MAC-ом. Насупрот њему, MAC подслој је увек директно повезан са физичким слојем захваљујући медијски назависном интерфејсу. Данашњи MAC блокови су интегрисани на физичком слоју директно путем чипова, иако се у пракси може било који MAC блок користити на било којој физичкој компоненти, независно од преносног медијума.[1]
Функције[уреди | уреди извор]
IEE 802-2001 стандард под секцијом 6.2.3[1] говори да су главне улоге MAC слоја:
- Разграничавање и препознавање фрејмова/пакета.
- Адресирање дестинационих станица, уклључујући групе станица као и индивидуалне станице.
- Преношење информација о адреси изворне станице.
- Транспарентан пренос података електричних дистрибутера LLC-а, или пренос сличних информација Етернет подслоју.
- Заштита од различитих грешака, углавном помоћу генерисања и читања заглавља фрејмова .
- Контрола над дозволама физичког преносног медијума (проверава који уређаји смеју користити преносни медијум).
Што се тиче Етернет подслоја, функције које MAC треба да испуни за њега су:[2]
- Примање и слање нормалних фрејмова.
- Полудуплексна поновна трансмисија и функције за самоизбацивање из везе.
- Frame Check Sequence: Додавање и проверавање заглавља фрејмова
- Спровођење празнина између фрејмова.
- Одбацивање неважећих фрејмова
- Могућност мењања и брисања заглавља Етернет фрејмова.
- Компатибилност полудуплекса, то јест да дода или да брише MAC адресу
Механизам за адресирање[уреди | уреди извор]
Адресе локалних мрежа које се користе u IEE 802 мрежама и FDDI мрежама називају се Media Access Control адресе, или скраћено MAC адресе. Све MAC адресе имају јединствен адресни број хексадецималног облика. Тај број је направљен током производње самог уређаја. Састоји се од 6 октета од по 2 бајта, где су сви октети међусобно одвојени цртицама или двеју тачкама. Прва три октета (или првих шест битова) су битни јер они одређују произвођача тог уређаја, док се последња три дела односе на мрежни адаптер (NIC) самог уређајa. Овакав систем омогућује да се пакети испоруче на преносном медијуму који међусобно повезује хостове неком комбинацијом репетитора, мрежних хабова, мостова и мрежних прекидача, а не на основу рутера. На овај начин се IP адреса приликом доласка до коначног одредишта преведе у MAC адресу самог уређаја. MAC слој није неопходан у дуплекс peer-to-peer комуникацији, али су адресна поља укључена у неким peer-to-peer протоколима од због компатибилности са старијим уређајима.[3]
Примери физичких мрежа су Етернет мреже и Wi-Fi мреже, које су обе IEEE 802 мреже и користе IEEE 802 48-битне MAC адресе.
Типови MAC адреса[уреди | уреди извор]
Unicast: Код типа Unicast, пакети се само шаљу интерфејсу који води директно до специфичног NIC-а. Ако се бит најмање тежине првог октета адресе постави на нулу, пакет ће стићи само ка једном слободном NIC-у. MAC адреса изворног уређаја је увек типа Unicast. [4]
Multicast: Код типа Мulticast, адреса дозвољава извору да пошаље пакет групи уређаја. Multicast адресе се омогућавају тако што се бит најмање тежине првог октета адресе постави на један. IEEE стандарди говоре да су последња октета MAC адресе алоцирани и направљени специфично да би га користили остали стандардни протоколи.[4]
Broadcast: Код типа Broadcast, IP и MAC адреса се заједно користе да испоруче пакете свим уређајима једне локалне мреже. Етернет пакети са јединицама у свим битовима крајње адресе (FF-FF-FF-FF-FF-FF) називају се broadcast адресе. Тиме ће пакети чија је крајња MAC адреса FF-FF-FF-FF-FF-FF стићи до сваког компјутера који припада том LAN домену.[4]
Клонирање MAC адреса[уреди | уреди извор]
Неки интернет провајдери користе MAC адресе да додају IP адресу на мрежни уређај. Када се тај уређај повеже са провајдером, DHCP сервер запише те MAC адресе и из њих прави IP адресе. Тада ће се сваки уређај разликовати по својој MAC адреси. Када се уређај искључи, губи IP адресу. Ако корисник жели да се поново повеже, DHCP сервер проверава да ли је уређај раније повезан. Ако јесте, онда сервер покушава да додели исту IP адресу (у случају да период закупа није истекао). У случају да је корисник променио рутер, корисник мора да обавести интернет провајдера о новој MAC адреси јер нова MAC адреса није позната провајдеру, па се веза не може успоставити. Друга опција је клонирање MAC адресе, корисник може једноставно клонирати регистровану MAC адресу код самог провајдера. Сада рутер наставља да пријављује старе MAC адресе провајдеру и неће бити проблема са везом.[5]
Механизам за приступ преносном медијуму[уреди | уреди извор]
Механизми за контролу приступа које обезбеђује MAC слој такође су познати као методe вишеструког приступа. Ово омогућава дељење медијума од стране неколико базних страница. Примери дељених преносних медијума су магистралне мреже, прстенасте мреже, мреже хабова, бежичне мреже и полудуплексне peer-to-peer везе. Методе вишеструког приступа могу да открију или да избегну колизије пакета података aко се користи метод приступа каналу заснован на сукобу у пакетном режиму, или да резервише ресурсе за успостављање логичког канала ако се користи метод приступа каналу са комутацијом кола или канализацијом. Механизми за контролу приступа се ослањају на мултиплекс шему физичког слоја.[6]
Метод вишеструког приступа није потребан у комутираној пунодуплексној мрежи, као што су данашње комутиране Етернет мреже, али је често доступан у опреми из разлога компатибилности.
CSMA/CD[уреди | уреди извор]
Carrier-sense multiple access with collision detection (CSMA/CD) је мрежни протокол за пренос носиоца који ради у MAC подслоју. Он детектује или ослушкује да ли је дељени канал за пренос заузет или не, и одлаже преносе док се канал не ослободи. Ова технологија детектује колизије тако што детектује пренос са других станица. Када детектује колизију, станица престаје да емитује, шаље сигнал застоја, а затим чека насумични временски интервал пре поновног преноса.[7]
Ово је најраспрострањенији метод вишеструког приступа, јер је заснован на сукобима који се користи у Етернет мрежама. Овај механизам се користи само у домену колизије мреже, на пример у мрежи Етернет магистрале или у мрежи звездане топологије засноване на чворишту. Етернет мрежа се може поделити на неколико колизионих домена, међусобно повезаних мостова и мрежних прекидача.
Алгоритам CSMA/CD се извршава на следећи начин[8]:
- Када је фрејм спреман, предајна станица проверава да ли је канал неактиван или заузет.
- Ако је канал заузет, станица чека све до тренутка када канал постане слободан.
- Ако је канал неактиван, станица почиње да емитује и континуирано надгледа канал како би открила колизију.
- Ако се открије судар, станица покреће алгоритам за решавање колизије.
- Станица ресетује ретрансмисионе бројаче и завршава пренос фрејмова.
Алгоритам резолуције судара се извршава на следећи начин[8]:
- Станица наставља пренос тренутног фрејма одређено време заједно са сигналом застоја, како би осигурала да све остале станице детектују колизију.
- Станица повећава бројач ретрансмисије.
- Ако се достигне максимални број покушаја поновног преноса, тада станица прекида пренос.
- У супротном, станица чека период повлачења који је генерално функција броја судара и поновног покретања главног алгоритма.
CSMA/CA[уреди | уреди извор]
Carrier-sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA) је мрежни протокол за пренос носиоца који такође ради у MAC подслоју. За разлику од CSMA/CD који се бави колизијама након њиховог настанка, CSMA/CA спречава колизије пре њиховог настанка. То је посебно важно за бежичне мреже, где алтернатива са детекцијом колизије CSMA/CD није могућа због тога што бежични предајници искључују своје пријемнике током преноса пакета.[9]
Алгоритам CSMA/CA се извршава на следећи начин[10]:
- Када је фрејм спреман, предајна станица проверава да ли је канал неактиван или заузет.
- Ако је канал заузет, станица чека све до тренутка када канал постане слободан.
- Ако је канал неактиван, станица чека временски размак између оквира (interframe gap или IFG) и затим шаље фрејм.
- Након слања фрејма, поставља тајмер.
- Станица тада чека потврду од пријемника. Ако прими потврду пре истека тајмера, то означава успешан пренос.
- У супротном, чека временски период повлачења и поново покреће алгоритам.
MACFF[уреди | уреди извор]
MAC-Forced Forwarding (MACFF) користи се за контролу нежељеног емитовања саобраћаја и комуникације између хоста. Ово се постиже усмеравањем мрежног саобраћаја хостова који се налазе на истој подмрежи, али на различитим локацијама. MACFF користи DHCP да провери да ли хост има приступни рутер за пролаз. Ако га има, MACFF користи облик прокси ARP-а да одговори на све ARP захтеве, дајући рутеру MAC адресу. Ово приморава хоста да пошаље сав саобраћај на рутер, чак и саобраћај намењен хосту у истој подмрежи као и извор. Рутер прима саобраћај и врши прослеђивање одлука испорука пакета засноване на скупу правила прослеђивања, обично кроз скуп филтера.[11]
MACFF је погодан за Етернет мреже где су уређаји за премошћавање слоја везе, познати као Етернет приступни чвори (EAN), повезани приступним рутерима са њиховим клијентима. MACFF је конфигурисан на EAN-овима.[11]
MAC код мобилних мрежа[уреди | уреди извор]
Мобилне мреже, као што су GSM, UMTS или LTE мреже, такође користе MAC слој. MAC протокол у мобилним мрежама је дизајниран да максимизира коришћење потенцијалне јачине сигнала ових мрежа[12]. Приступни интерфејс мобилне мреже се налази на физичком слоју и на слоју везе, где је на слоју везе подељен на више слојева протокола. У UMTS и LTE, ти протоколи су протокол конвергенције пакетних података (PDCP), протокол контроле радио везе (RLC) и MAC протокол. Базна станица има апсолутну контролу над приступним интерфејсом и распоређује приступ излазним везама, као и приступ узлазној вези свих уређаја. MAC протокол код ових уређаја је дефинисала светска организација 3GPP у модулу TS 25.321[13] за UMTS, у модулу TS 36.321[14] за LTE и у модулу TS 38.321[15] за 5G.
Референце[уреди | уреди извор]
- ^ а б в г „IEE Standard 802-2001” (PDF). Institute of Electrical and Electronics Engineers. Приступљено 20. 5. 2023.
- ^ „(PDF) IEEE Std 802.3ae 802.3aeTM EEE Standards IEEE Standards ... · IEEE Std 802.3ae™-2002 (Amendment to IEEE Std 802.3-2002) I EEE Standards 802.3aeTM IEEE Standard for Information”. dokument.tips (на језику: енглески). IEEE. Приступљено 20. 5. 2023.
- ^ „Standard Group MAC Addresses: A Tutorial Guide” (PDF). IEEE. Приступљено 20. 5. 2023.
- ^ а б в „Unicast, Broadcast and Multicast”. Godred Fairhurst. Приступљено 20. 5. 2023.
- ^ „MAC Cloning”. WhatIsMyIP.com. IP2Proxy.com.
- ^ Miao, Guowang; Zander, Jens; Sung, Ki Won; Slimane, Slimane Ben (2016). Fundamentals of mobile data networks. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-1107143210.
- ^ „IEEE Standards for Local Area Networks: Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications”. IEEE. Приступљено 21. 5. 2023.
- ^ а б Hegering, Heinz-Gerd; Läpple, Alfred; Hegering, Heinz-Gerd (1994). Ethernet: building a communications infrastructure (1. print., reprint изд.). Wokingham, Engl.: Addison-Wesley. ISBN 0-201-62405-2.
- ^ Vicens, Jaume Barcel´o Vicens. „Carrier Sense Multiple Access with Enhanced Collision Avoidance” (PDF). The Department of Information and Communication Technologies Barcelona. Приступљено 21. 5. 2023.
- ^ Miquel, Oliver; Escudero, Ana (6. 3. 2012). „Study of different CSMA/CA IEEE 802.11-based implementationsv” (PDF). web.archive.org. EUNICE. Приступљено 21. 5. 2023.
- ^ а б „How To Use MAC-Forced Forwarding with DHCP Snooping to Create Enhanced Private VLANs” (PDF). Allied Telesis. Приступљено 21. 5. 2023.
- ^ Miao, Guowang; Zander, Jens; Sung, Ki Won; Slimane, Slimane Ben (2016). Fundamentals of mobile data networks. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-1107143210.
- ^ „TS 25.321”. portal.3gpp.org.
- ^ „TS 36.321”. portal.3gpp.org.
- ^ „TS 38.321”. portal.3gpp.org.