计算机网络——媒体访问控制（MAC）

媒体访问概述

局域网是一种通信网络，通信网络由一定数量的设备互连而成，为网络中的两个相连设备提供它们之间的数据传输的途径。这些设备常被称为网络节点（Node），而在局域网技术中又经常被称为站点(Station) 。
局域网最主要的特点是:网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。局域网具有如下的一些主要优点:

• 具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网。局域网上的主机可共享连接局域网上的各种硬件和软件资源。
• 便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。
• 提高了系统的可靠性、可用性。

MAC协议决定广播链路中信道如何分配，使得对传输媒体的访问更加有序、有效，它又常常称为多路访问协议，包括信道划分协议、随机访问协议、轮询协议。

以太网媒体访问控制

以太网是美国施乐(Xerox)公司于1975年研制成功的。它是一种基带总线局域网，当时的数据率为2.94M Bit/s。以太网用无源电缆作为总线来传送数据帧，并以曾经在历史上表示传播电磁波的以太(Ether)来命名。
1980年9月，DEC公司、英特尔(Intel)公司和施乐公司联合提出了10M Bit/s以太网规约的第一个版本DIX V1。1982年又修改为第二版规约DIX Ethernet V2，成为世界上第一个局域网产品的规约。
在此基础上，IEEE802委员会于1983年制定了第一个IEEE的以太网标准，其编号为802.3，数据串为10M Bit/s。802.3局域网对以太网标准中的帧格式作了很小的一点更动。但允许基于这两种标淮的硬件实现可以在同一个局域网上互操作。
以太网将许多计算机都连接到一根总线上。特点是:当一台计算机发送数据时，总线上的所有计算机都能检测到这个数据。这种通信方式是广播通信。

体系结构

为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层:

• 逻辑链路控制LLC (Logical Link Control)子层
• 媒体接入控制MAC (Medium Access Control)子层

与接入到传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域网对LLC子层来说都是透明的
IEEE802参考模型的最低层对应OSI模型的物理层，包括以下功能:

1. 信号的编码/解码。
2. 前导码的生成/去除。
3. 比特的传输/接收。
4. 传输媒体和拓扑结构的说明。

物理层之上的层为局域网的用户提供相应服务，主要功能如下:

1. 发送时，把要传输的数据组装成帧(MAC帧)。
2. 接收时，把收到的帧解包并进行地址识别和差错检测。
3. 管理和控制对局域网传输媒体的访问。
4. 为高层协议提供相应接口(SAP)，并进行流量和差错控制。

前三点是MAC层提供的服务，第4点是LLC层提供的服务。
但由于互联网发展很快而TCP/IP体系经常使用的局域网只剩下DIX Ethernet V2 而不是IEEE 802.3标准中的局域网，因此现在IEEE委员会指定的逻辑链路控制子层LLC的作用已经消失了，很多厂商生产的适配器就仅装有MAC协议而没有LLC协议。

LAN协议的上下层关系

MAC帧的标准

• DIX EthenetV2（Ethenet II）标准
• IEEE 802.3标准

通常情况下，MAC帧指使用得最多的以太网V2的MAC帧