Korisnik:NedalmNRT/pesak
| TCP/IP |
|---|
| Sloj aplikacije |
| 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) |
| Transportni sloj |
| TCP • UDP • DCCP • SCTP • RSVP • (више) |
| Sloj mreže |
| IP (IPv4 • IPv6) • ICMP • ICMPv6 • ECN • IGMP • IPsec • (више) |
| Sloj veze |
| ARP/InARP • NDP • OSPF • Tunnels (L2TP) • PPP • Media access control (Ethernet • DSL • ISDN • FDDI) • (више) |
Medium Access Control (takođe poznat kao Media Access Control ili skraćeno MAC) je, po IEEE 802 LAN/MAN standardima, podsloj koji kontroliše hardverske komponente odgovorne za interakciju sa optičkim, žičnim i bežičnim prenosnim medijumima. MAC podsloj zajedno sa LLC (Logical Link Control) podslojem čine sloj veze OSI i TCP/IP modela. MAC ima glavnu ulogu da obezbedi kontrolu toka nad prenosnim medijumima sa kojim on interaguje, kao i da im omogući multipleksiranje.[1]
Osnovne odlike[uredi | uredi izvor]
Kada neki uređaj želi da pošalje podatke na drugom uređaju na mreži, MAC podsloj enkapsulira frejmove (pakete) većeg nivoa u frejmove kompatibilne za prenosni medijum. Zatim se uvode sekvence provere frejma za ispravljanje grešaka pre prenosa, i na kraju se prosleđuju ti podaci fizičkom sloju za dalje slanje. Za domene sa kolizijom, uvodi se period čekanja da ne bi u toj mreži došlo do kolizije (zapušenje mrežnog toka). MAC takođe ima sposbnost da nadoknadi podatke domenima sa kolizijom, ali samo ako je došlo do gubljenja ili zastoja signala. Kada neki uređaj želi da primi podatke od drugog uređaja, MAC podsloj obezbeđuje integritet podataka tako što proverava odakle su došli frejmovi pošiljaoca pomoću zaglavlja dobijenih paketa, i kada utvrdi da su mesta slanja i mesta isporuke tačna, on otkači ta zaglavlja i šalje same podatke višim slojevima.[1]
U hijerarhiji OSI modela i po IEE 802.3 standardima, MAC podsloj igra važnu ulogu u apstrakciji fizičkog sloja na način da LLC i slojevi iznad sloja veze ne mogu videti složene delove samog fizičkog sloja. Zbog ove uloge, svaki LLC podsloj se može nadovezati sa bilo kojim MAC-om. Nasuprot njemu, MAC podsloj je uvek direktno povezan sa fizičkim slojem zahvaljujući medijski nazavisnom interfejsu. Današnji MAC blokovi su integrisani na fizičkom sloju direktno putem čipova, iako se u praksi može bilo koji MAC blok koristiti na bilo kojoj fizičkoj komponenti, nezavisno od prenosnog medijuma.[1]
Funkcije[uredi | uredi izvor]
IEE 802-2001 standard pod sekcijom 6.2.3[1] govori da su glavne uloge MAC sloja:
- Razgraničavanje i prepoznavanje frejmova/paketa.
- Adresiranje destinacionih stanica, uklljučujući grupe stanica kao i individualne stanice.
- Prenošenje informacija o adresi izvorne stanice.
- Transparentan prenos podataka električnih distributera LLC-a, ili prenos sličnih informacija Eternet podsloju.
- Zaštita od različitih grešaka, uglavnom pomoću generisanja i čitanja zaglavlja frejmova .
- Kontrola nad dozvolama fizičkog prenosnog medijuma (proverava koji uređaji smeju koristiti prenosni medijum).
Što se tiče Eternet podsloja, funkcije koje MAC treba da ispuni za njega su:[2]
- Primanje i slanje normalnih frejmova.
- Poludupleksna ponovna transmisija i funkcije za samoizbacivanje iz veze.
- Frame Check Sequence: Dodavanje i proveravanje zaglavlja frejmova
- Sprovođenje praznina između frejmova.
- Odbacivanje nevažećih frejmova
- Mogućnost menjanja i brisanja zaglavlja Eternet frejmova.
- Kompatibilnost poludupleksa, to jest da doda ili da briše MAC adresu
Mehanizam za adresiranje[uredi | uredi izvor]
Adrese lokalnih mreža koje se koriste u IEE 802 mrežama i FDDI mrežama nazivaju se Media Access Control adrese, ili skraćeno MAC adrese. Sve MAC adrese imaju jedinstven adresni broj heksadecimalnog oblika. Taj broj je napravljen tokom proizvodnje samog uređaja. Sastoji se od 6 okteta od po 2 bajta, gde su svi okteti međusobno odvojeni crticama ili dveju tačkama. Prva tri okteta (ili prvih šest bitova) su bitni jer oni određuju proizvođača tog uređaja, dok se poslednja tri dela odnose na mrežni adapter (NIC) samog uređaja. Ovakav sistem omogućuje da se paketi isporuče na prenosnom medijumu koji međusobno povezuje hostove nekom kombinacijom repetitora, mrežnih habova, mostova i mrežnih prekidača, a ne na osnovu rutera. Na ovaj način se IP adresa prilikom dolaska do konačnog odredišta prevede u MAC adresu samog uređaja. MAC sloj nije neophodan u dupleks peer-to-peer komunikaciji, ali su adresna polja uključena u nekim peer-to-peer protokolima od zbog kompatibilnosti sa starijim uređajima.[3]
Primeri fizičkih mreža su Eternet mreže i Wi-Fi mreže, koje su obe IEEE 802 mreže i koriste IEEE 802 48-bitne MAC adrese.
Tipovi MAC adresa[uredi | uredi izvor]
Unicast: Kod tipa Unicast, paketi se samo šalju interfejsu koji vodi direktno do specifičnog NIC-a. Ako se bit najmanje težine prvog okteta adrese postavi na nulu, paket će stići samo ka jednom slobodnom NIC-u. MAC adresa izvornog uređaja je uvek tipa Unicast. [4]
Multicast: Kod tipa Multicast, adresa dozvoljava izvoru da pošalje paket grupi uređaja. Multicast adrese se omogućavaju tako što se bit najmanje težine prvog okteta adrese postavi na jedan. IEEE standardi govore da su poslednja okteta MAC adrese alocirani i napravljeni specifično da bi ga koristili ostali standardni protokoli.[4]
Broadcast: Kod tipa Broadcast, IP i MAC adresa se zajedno koriste da isporuče pakete svim uređajima jedne lokalne mreže. Eternet paketi sa jedinicama u svim bitovima krajnje adrese (FF-FF-FF-FF-FF-FF) nazivaju se broadcast adrese. Time će paketi čija je krajnja MAC adresa FF-FF-FF-FF-FF-FF stići do svakog kompjutera koji pripada tom LAN domenu.[4]
Kloniranje MAC adresa[uredi | uredi izvor]
Neki internet provajderi koriste MAC adrese da dodaju IP adresu na mrežni uređaj. Kada se taj uređaj poveže sa provajderom, DHCP server zapiše te MAC adrese i iz njih pravi IP adrese. Tada će se svaki uređaj razlikovati po svojoj MAC adresi. Kada se uređaj isključi, gubi IP adresu. Ako korisnik želi da se ponovo poveže, DHCP server proverava da li je uređaj ranije povezan. Ako jeste, onda server pokušava da dodeli istu IP adresu (u slučaju da period zakupa nije istekao). U slučaju da je korisnik promenio ruter, korisnik mora da obavesti internet provajdera o novoj MAC adresi jer nova MAC adresa nije poznata provajderu, pa se veza ne može uspostaviti. Druga opcija je kloniranje MAC adrese, korisnik može jednostavno klonirati registrovanu MAC adresu kod samog provajdera. Sada ruter nastavlja da prijavljuje stare MAC adrese provajderu i neće biti problema sa vezom.[5]
Mehanizam za pristup prenosnom medijumu[uredi | uredi izvor]
Mehanizmi za kontrolu pristupa koje obezbeđuje MAC sloj takođe su poznati kao metode višestrukog pristupa. Ovo omogućava deljenje medijuma od strane nekoliko baznih stranica. Primeri deljenih prenosnih medijuma su magistralne mreže, prstenaste mreže, mreže habova, bežične mreže i poludupleksne peer-to-peer veze. Metode višestrukog pristupa mogu da otkriju ili da izbegnu kolizije paketa podataka ako se koristi metod pristupa kanalu zasnovan na sukobu u paketnom režimu, ili da rezerviše resurse za uspostavljanje logičkog kanala ako se koristi metod pristupa kanalu sa komutacijom kola ili kanalizacijom. Mehanizmi za kontrolu pristupa se oslanjaju na multipleks šemu fizičkog sloja.[6]
Metod višestrukog pristupa nije potreban u komutiranoj punodupleksnoj mreži, kao što su današnje komutirane Eternet mreže, ali je često dostupan u opremi iz razloga kompatibilnosti.
CSMA/CD[uredi | uredi izvor]
Carrier-sense multiple access with collision detection (CSMA/CD) je mrežni protokol za prenos nosioca koji radi u MAC podsloju. On detektuje ili osluškuje da li je deljeni kanal za prenos zauzet ili ne, i odlaže prenose dok se kanal ne oslobodi. Ova tehnologija detektuje kolizije tako što detektuje prenos sa drugih stanica. Kada detektuje koliziju, stanica prestaje da emituje, šalje signal zastoja, a zatim čeka nasumični vremenski interval pre ponovnog prenosa.[7]
Ovo je najrasprostranjeniji metod višestrukog pristupa, jer je zasnovan na sukobima koji se koristi u Eternet mrežama. Ovaj mehanizam se koristi samo u domenu kolizije mreže, na primer u mreži Eternet magistrale ili u mreži zvezdane topologije zasnovane na čvorištu. Eternet mreža se može podeliti na nekoliko kolizionih domena, međusobno povezanih mostova i mrežnih prekidača.
Algoritam CSMA/CD se izvršava na sledeći način[8]:
- Kada je frejm spreman, predajna stanica proverava da li je kanal neaktivan ili zauzet.
- Ako je kanal zauzet, stanica čeka sve do trenutka kada kanal postane slobodan.
- Ako je kanal neaktivan, stanica počinje da emituje i kontinuirano nadgleda kanal kako bi otkrila koliziju.
- Ako se otkrije sudar, stanica pokreće algoritam za rešavanje kolizije.
- Stanica resetuje retransmisione brojače i završava prenos frejmova.
Algoritam rezolucije sudara se izvršava na sledeći način[8]:
- Stanica nastavlja prenos trenutnog frejma određeno vreme zajedno sa signalom zastoja, kako bi osigurala da sve ostale stanice detektuju koliziju.
- Stanica povećava brojač retransmisije.
- Ako se dostigne maksimalni broj pokušaja ponovnog prenosa, tada stanica prekida prenos.
- U suprotnom, stanica čeka period povlačenja koji je generalno funkcija broja sudara i ponovnog pokretanja glavnog algoritma.
CSMA/CA[uredi | uredi izvor]
Carrier-sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA) je mrežni protokol za prenos nosioca koji takođe radi u MAC podsloju. Za razliku od CSMA/CD koji se bavi kolizijama nakon njihovog nastanka, CSMA/CA sprečava kolizije pre njihovog nastanka. To je posebno važno za bežične mreže, gde alternativa sa detekcijom kolizije CSMA/CD nije moguća zbog toga što bežični predajnici isključuju svoje prijemnike tokom prenosa paketa.[9]
Algoritam CSMA/CA se izvršava na sledeći način[10]:
- Kada je frejm spreman, predajna stanica proverava da li je kanal neaktivan ili zauzet.
- Ako je kanal zauzet, stanica čeka sve do trenutka kada kanal postane slobodan.
- Ako je kanal neaktivan, stanica čeka vremenski razmak između okvira (interframe gap ili IFG) i zatim šalje frejm.
- Nakon slanja frejma, postavlja tajmer.
- Stanica tada čeka potvrdu od prijemnika. Ako primi potvrdu pre isteka tajmera, to označava uspešan prenos.
- U suprotnom, čeka vremenski period povlačenja i ponovo pokreće algoritam.
MACFF[uredi | uredi izvor]
MAC-Forced Forwarding (MACFF) koristi se za kontrolu neželjenog emitovanja saobraćaja i komunikacije između hosta. Ovo se postiže usmeravanjem mrežnog saobraćaja hostova koji se nalaze na istoj podmreži, ali na različitim lokacijama. MACFF koristi DHCP da proveri da li host ima pristupni ruter za prolaz. Ako ga ima, MACFF koristi oblik proksi ARP-a da odgovori na sve ARP zahteve, dajući ruteru MAC adresu. Ovo primorava hosta da pošalje sav saobraćaj na ruter, čak i saobraćaj namenjen hostu u istoj podmreži kao i izvor. Ruter prima saobraćaj i vrši prosleđivanje odluka isporuka paketa zasnovane na skupu pravila prosleđivanja, obično kroz skup filtera.[11]
MACFF je pogodan za Eternet mreže gde su uređaji za premošćavanje sloja veze, poznati kao Eternet pristupni čvori (EAN), povezani pristupnim ruterima sa njihovim klijentima. MACFF je konfigurisan na EAN-ovima.[11]
MAC kod mobilnih mreža[uredi | uredi izvor]
Mobilne mreže, kao što su GSM, UMTS ili LTE mreže, takođe koriste MAC sloj. MAC protokol u mobilnim mrežama je dizajniran da maksimizira korišćenje potencijalne jačine signala ovih mreža[12]. Pristupni interfejs mobilne mreže se nalazi na fizičkom sloju i na sloju veze, gde je na sloju veze podeljen na više slojeva protokola. U UMTS i LTE, ti protokoli su protokol konvergencije paketnih podataka (PDCP), protokol kontrole radio veze (RLC) i MAC protokol. Bazna stanica ima apsolutnu kontrolu nad pristupnim interfejsom i raspoređuje pristup izlaznim vezama, kao i pristup uzlaznoj vezi svih uređaja. MAC protokol kod ovih uređaja je definisala svetska organizacija 3GPP u modulu TS 25.321[13] za UMTS, u modulu TS 36.321[14] za LTE i u modulu TS 38.321[15] za 5G.
Reference[uredi | uredi izvor]
- ^ a b v g „IEE Standard 802-2001” (PDF). Institute of Electrical and Electronics Engineers. Pristupljeno 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 (na jeziku: engleski). IEEE. Pristupljeno 20. 5. 2023.
- ^ „Standard Group MAC Addresses: A Tutorial Guide” (PDF). IEEE. Pristupljeno 20. 5. 2023.
- ^ a b v „Unicast, Broadcast and Multicast”. Godred Fairhurst. Pristupljeno 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. Pristupljeno 21. 5. 2023.
- ^ a b Hegering, Heinz-Gerd; Läpple, Alfred; Hegering, Heinz-Gerd (1994). Ethernet: building a communications infrastructure (1. print., reprint izd.). 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. Pristupljeno 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. Pristupljeno 21. 5. 2023.
- ^ a b „How To Use MAC-Forced Forwarding with DHCP Snooping to Create Enhanced Private VLANs” (PDF). Allied Telesis. Pristupljeno 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.