맨위로가기

매체 접근 제어

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

매체 접근 제어(MAC)는 데이터 링크 계층의 하위 계층으로, 물리적 전송 매체에 대한 접근을 제어하는 기능을 수행한다. MAC 계층은 프레임 경계 설정, 주소 지정, 오류 방지, 데이터 전송 등의 기능을 담당하며, 이더넷에서는 추가적으로 프레임 송수신, FCS 추가/확인 등의 기능을 수행한다. MAC 주소는 네트워크 인터페이스에 할당된 고유 식별자로, 네트워크 내에서 프레임 전달에 사용된다. 채널 접근 제어 메커니즘은 여러 스테이션이 매체를 공유할 수 있도록 하며, CSMA/CD는 이더넷에서 널리 사용되는 방식이다. 이동 통신망에서도 MAC 계층이 사용되며, 무선 인터페이스를 제어하고 자원 할당을 스케줄링한다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 링크 프로토콜 - 프레임 릴레이
    프레임 릴레이는 LAN 간 또는 WAN 종단점 간 데이터 전송을 위한 고속 패킷 교환 방식 통신 프로토콜로, X.25 프로토콜을 간소화하여 속도를 높이고, 영구 가상 회선을 통해 안정적인 연결을 제공하며, 서비스 품질 설정을 통해 프레임 우선순위를 지정할 수 있었으나, 현재는 다른 기술에 밀려 사용이 감소하고 있다.
  • 링크 프로토콜 - 데이터 링크 계층
    데이터 링크 계층은 물리적 링크를 통해 연결된 호스트 간 데이터 프레임 전송을 담당하며, 주소 지정, 통신 경로 설정, 오류 제어, 흐름 제어 등의 서비스를 제공하여 데이터 전송의 신뢰성을 높이는 OSI 네트워크 아키텍처의 계층이다.
  • 네트워크 프로토콜 - UUCP
    UUCP는 유닉스 시스템 간 파일 복사, 원격 명령 실행, 이메일 및 유즈넷 뉴스 전송을 위한 프로토콜 및 프로그램 모음으로, 초기 인터넷 확장에 중요한 역할을 했으나 TCP/IP 기반 서비스 보편화로 사용이 감소했다.
  • 네트워크 프로토콜 - 프레임 릴레이
    프레임 릴레이는 LAN 간 또는 WAN 종단점 간 데이터 전송을 위한 고속 패킷 교환 방식 통신 프로토콜로, X.25 프로토콜을 간소화하여 속도를 높이고, 영구 가상 회선을 통해 안정적인 연결을 제공하며, 서비스 품질 설정을 통해 프레임 우선순위를 지정할 수 있었으나, 현재는 다른 기술에 밀려 사용이 감소하고 있다.
매체 접근 제어

2. MAC 계층의 기능

IEEE Std 802-2001 6.2.3절 "MAC 하위 계층"에 따르면, MAC 계층의 주요 기능은 다음과 같다.[1]


  • 프레임 경계 설정 및 인식
  • 목적지 스테이션 주소 지정 (개별 스테이션 및 스테이션 그룹 모두)
  • 발신 스테이션 주소 정보 전달
  • LLC PDU 또는 이더넷 하위 계층의 동등한 정보의 투명한 데이터 전송
  • 오류 방지 (일반적으로 프레임 검사 시퀀스 생성 및 확인)
  • 물리적 전송 매체에 대한 접근 제어


이더넷의 경우, MAC에서 요구되는 기능은 다음과 같다.[2]

  • 일반 프레임 수신/전송
  • 반이중 재전송 및 백오프 기능
  • FCS (프레임 검사 시퀀스) 추가/확인
  • 인터프레임 간격 (IFG) 적용
  • 잘못된 형식의 프레임 폐기
  • 프리앰블, SFD (프레임 시작 구분자), 패딩 추가 (송신)/제거 (수신)
  • 반이중 호환성: MAC 주소 추가 (송신)/제거 (수신)

3. 주소 지정 메커니즘

IEEE 802 네트워크와 FDDI 네트워크에서 사용되는 로컬 네트워크 주소를 ''MAC 주소''라고 하며, 이는 초기 이더넷 구현에서 사용된 주소 체계를 기반으로 한다. MAC 주소는 네트워크 인터페이스 하드웨어에 할당되는 고유한 일련 번호이다. 주소의 가장 중요한 부분은 제조업체를 식별하고, 나머지는 제조업체가 할당하여 고유성을 보장한다. 이를 통해 프레임은 리피터, 허브, 브리지 및 스위치의 조합으로 호스트를 상호 연결하는 네트워크 링크에서 전달될 수 있지만 네트워크 계층 라우터에서는 전달될 수 없다.

MAC 계층은 MAC 주소라고 하는 주소 지정 메커니즘을 제공한다. MAC 주소는 각 네트워크 카드에 할당된 고유 번호이며, 서브넷 (이더넷과 같은 라우터를 경유하지 않는 물리적 네트워크) 내의 통신 상대에게 패킷을 전송할 수 있게 한다.[3]

4. 채널 접근 제어 메커니즘

MAC 계층에서 제공하는 채널 접근 제어 메커니즘은 다중 접속 방식이라고도 한다. 이는 동일한 전송 매체에 연결된 여러 스테이션이 이를 공유할 수 있도록 해준다. 공유 물리 매체의 예로는 버스 네트워크, 링 네트워크, 허브 네트워크, 무선 네트워크 및 반이중 지점 간 링크가 있다. 다중 접속 방식은 회선 교환 또는 채널 분할 기반 채널 접근 방식이 사용될 경우 논리 채널을 설정하기 위해 리소스를 예약할 수 있고, 패킷 모드 경합 기반 채널 접근 방식이 사용될 경우에는 데이터 패킷 충돌을 감지하거나 방지할 수 있다. 채널 접근 제어 메커니즘은 물리 계층 다중화 방식을 사용한다.

가장 널리 사용되는 다중 접속 방식은 이더넷 네트워크에서 사용되는 경합 기반 CSMA/CD이며, 이더넷 버스 네트워크 또는 허브 기반 스타형 토폴로지 네트워크와 같은 네트워크 충돌 도메인 내에서만 사용된다. 이더넷 네트워크는 브리지와 스위치로 상호 연결된 여러 충돌 도메인으로 나눌 수 있다.

오늘날의 스위치형 이더넷 네트워크와 같은 스위치형 전이중 네트워크에서는 다중 접속 방식이 필요하지 않지만, 호환성 문제로 장비에서 종종 사용 가능하다.

4. 1. 유선 네트워크에서의 다중 접속 프로토콜 예

4. 2. 무선 네트워크에서의 다중 접속 프로토콜 예


  • CSMA/CA (IEEE 802.11/WiFi WLAN에서 쓰임)
  • 슬롯형 ALOHA
  • 다이나믹 TDMA
  • R-ALOHA
  • CDMA
  • OFDMA
  • TDMA
  • 예약 ALOHA

4. 3. 동시 전송을 위한 채널 접근 제어

지향성 안테나와 밀리미터파 통신을 무선 개인 통신망에 사용하면 특정 지역에서 간섭이 없는 전송을 동시 스케줄링할 가능성이 높아져 네트워크 처리량이 크게 증가한다. 그러나 동시 전송의 최적 스케줄링은 NP-hard 문제이다.[3]

5. 이동 통신망에서의 MAC 계층

이동 통신망은 GSM, UMTS 또는 LTE 네트워크와 같이 MAC 계층을 사용하는 네트워크이다. 이동 통신망의 MAC 프로토콜은 고가의 면허 대역을 최대한 활용하도록 설계되었다.[4] 이동 통신망의 무선 인터페이스는 OSI 모델의 레이어 1과 2에 위치하며, 레이어 2는 패킷 데이터 수렴 프로토콜(PDCP), 무선 링크 제어(RLC) 프로토콜 및 MAC 프로토콜 등 여러 프로토콜 계층으로 나뉜다. 기지국은 무선 인터페이스를 제어하며, 모든 장치의 다운링크 및 업링크 액세스를 스케줄링한다. MAC 프로토콜은 UMTS의 경우 3GPP에서 TS 25.321[5], LTE의 경우 TS 36.321[6], 5G의 경우 TS 38.321[7]로 규정되어 있다.

참조

[1] 웹사이트 IEEE 802-2001 (R2007) IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks: Overview and Architecture http://standards.iee[...] IEEE 2003-04-29
[2] 웹사이트 IEEE 802.3-2002 https://standards.ie[...] IEEE 2019-06-16
[3] 논문 Time‐Slotted Scheduling Schemes for Multi‐hop Concurrent Transmission in WPANs with Directional Antenna
[4] 서적 Fundamentals of Mobile Data Networks Cambridge University Press
[5] 웹사이트 3GPP TS 25.321 Medium Access Control (MAC) protocol specification http://www.3gpp.org/[...]
[6] 웹사이트 3GPP TS 36.321 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Access Control (MAC) protocol specification http://www.3gpp.org/[...]
[7] 웹사이트 3GPP TS 38.321 NR; Medium Access Control (MAC) protocol specification http://www.3gpp.org/[...]
[8] 서적 Foundations of modern networking : SDN, NFV, QoE, IoT, and Cloud https://www.worldcat[...] 2016-01-01


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com