کنترل دسترسی به رسانه (MAC)

توضیحات

در جلسه چهل و یکم فیلم آموزشی (آموزش مجازی) شبکه‌های کامپیوتری و شبکه پیشرفته دکتر حقیقت ویژه کنکور کارشناسی ارشد مهندسی کامپیوتر و کنکور کارشناسی ارشد مهندسی فناوری اطلاعات و کنکور دکتری مهندسی کامپیوتر و نیز امتحانات دانشگاهی و آزمون‌های استخدامی با عنوان «کنترل دسترسی به رسانه (MAC)»، فصل پنجم شبکه (لایه پیوند داده) آغاز می‌شود. در فصل گذشته آموختیم که لایه شبکه سرویس ارتباطی بین هر دو میزبان شبکه را فراهم می‌آورد. بین دو میزبان، دیتاگرام‌ها روی یک سری لینكهای ارتباطی که برخی سیمی و برخی غیرسیمی هستند منتشر می‌شوند. این لینک‌ها از میزبان مبدأ آغاز می‌شوند، از میان یک سری سوئیچ‌های بسته (مسیریاب‌ها) عبور می‌کنند و در میزبان مقصد پایان می‌یابند. همانطور که در پشته پروتکلی به سمت پایین حرکت می‌کنیم و از لایه شبکه به لایه پیوند می‌رسیم، از چگونگی ارسال بسته‌ها از میان لینک‌های مختلف که مسیر ارتباطی انتها به انتها را تشکیل می‌دهند، شگفت زده می‌شویم. در این فصل به پرسش‌های ذیل پاسخ خواهیم داد: 1) چگونه دیتاگرام‌های لایه شبکه درفریم‌های لایه پیوند داده برای انتقال روی یک لینک کپسوله می‌شوند؟ 2) آیا می‌توان از چندین پروتکل لایه پیوند مختلف در لینکهای گوناگون در امتداد یک مسیر ارتباطی استفاده کرد؟ 3) چگونه مشکل تصادم‌های امواج انتقالی در لینک‌های همه‌پخشی حل می‌شود؟ 4) آیا آدرس‌دهی در لایه پیوند وجود دارد، اگر چنین است، چگونه آدرس‌دهی لایه پیوند با آدرس‌دهی لایه شبکه در کنار یکدیگر کار می‌کنند؟ 5) دقیقاً تفاوت سوئیچ و مسیریاب چیست؟ در این جلسه ابتدا لایه پیوند معرفی و شرح داده می‌شود و پس از آن سرویس‌های لایه پیوند و به دنبال آن محل پیاده‌سازی سخت افزار و نرم افزار لایه پیوند شرج داده می‌شوند. سپس مسئله کنترل دستیابی به رسانه (MAC) در یک لینک همه‌پخشی (Broadcast link) مشترک سیمی یا بی‌سیم (شخصی، محلی، شهری و ماهواره‌ای) مطرح می‌شود که می‌تواند چندین گره فرستنده و گیرنده داشته باشد که همگی به یک کانال همه‌پخشی مشترک دسترسی دارند. از آنجایی که همه گره‌ها قادر به انتقال فریم‌ها هستند، این امکان وجود دارد که در یک لحظه بیش از یک گره ارسال فریم کنند. هنگامی که این وضعیت روی می‌دهد، تمام گره‌ها چند فریم را همزمان دریافت می‌دارند. به عبارت دیگر، فریم‌های انتقال یافته در همه گیرنده‌ها دچار تصادم (collision) می‌شوند. هدف از کنترل دستیابی به رسانه (MAC: Medium Access Control) هماهنگی دستیابی چندین گره فرستنده و گیرنده به کانال همه‌پخشی است به طوريکه مشکل تصادم فریم‌های داده میزبان‌های مختلف را تا حد امکان حل کرده یا به حداقل برسانیم. در ادامه روش‌های تخصیص ایستا و پویای كانال مشترک تدریس می‌شوند. سپس مقایسه تحلیلی تخصیص ایستا و پویا انجام می‌شود. روش‌های تخصیص پویا، دو دسته هستند: 1) پروتکل‌های نوبت‌بندی شده (برنامه‌ریزی شده یا زمان‌بندی شده): الف) رزرواسیون ب) مبتنی بر سرکشی (متمرکز) ج) مبتنی بر Token (توزیع شده) که این سه روش در ادامه همین جلسه به ترتیب شرح داده می‌شوند. 2) پروتکل‌های دسترسی تصادفی به کانال: الف) Pure ALOHA و Slotted ALOHA ب) CSMA و CSMA/CD ج) CSMA/CA که این سه روش در جلسه آینده تدریس خواهند شد. در انتها Token Ring و استراتژی‌های آزادسازی توکن و محاسبه تأخیر Ring، طول Ring و راندمان Token Ring در سه استراتژی مختلف آزادسازی توکن شرح داده می‌شوند و روابط مربوطه به طور شهودی اثبات یا استخراج می‌شوند.