通信工程学习：什么是MAC媒体接入控制
MAC：媒体接入控制
MAC（Medium Access Control），即媒体接入控制，是计算机网络中数据链路层的一个重要组成部分，负责协调多个发送和接收站点对一个共享传输媒体的占用。以下是关于MAC的详细解释：
一、MAC媒体接入控制的定义与功能
定义：
MAC定义了数据包怎样在介质上进行传输，主要关注如何有效地管理和分配共享通信资源，确保多个设备能够公平、有序地访问共享传输媒体，如以太网、无线局域网等。
功能：
MAC协议位于OSI七层协议中数据链路层的下半部分，负责控制与连接物理层的物理介质。在发送数据时，MAC协议可以事先判断是否可以发送数据，并给数据加上控制信息（如地址、校验码等），最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层。在接收数据时，MAC协议首先判断输入的信息是否发生传输错误，如果没有错误，则去掉控制信息并将数据发送至更高层（如网络层或应用层）。
二、MAC媒体接入控制的工作原理
1、共享媒体：
在共享同一个带宽的链路中，MAC协议通过一系列规则和算法来控制多个站点对传输媒体的访问。这些站点可以是计算机、交换机、路由器等网络设备。
2、访问控制：
MAC协议需要解决的关键问题是如何避免多个站点同时发送数据导致的冲突（即碰撞），并在冲突发生后尽快恢复通信。为此，MAC协议采用了多种接入控制方法，如静态划分信道和动态接入控制。
三、MAC媒体接入控制的接入控制方法
1、静态划分信道：
预先固定分配好信道，这种方法非常不灵活，对于突发性数据传输信道利用率会很低。它通常在无线网络的物理层中使用，而不是在数据链路层中使用。
2、动态接入控制：
包括多种具体实现方式，如集中控制的多点轮询协议、令牌传递协议和随机接入协议等。
1、集中控制的多点轮询协议：
主站以循环方式轮询每个站点有无数据发送，只有被轮询到的站点才能发送数据。这种方法存在单点故障问题。
2、令牌传递协议：
各站点连接成一个环形网络，令牌（一个特殊的控制帧）沿环逐站传递。接收到令牌的站点才有权发送数据，并在发送完数据后将令牌传递给下一个站点。
3、随机接入协议：
所有站点通过竞争随机地在信道上发送数据。如果发生碰撞，则采用一定的退避算法来减少冲突的概率。著名的共享式以太网采用的就是随机接入协议。
四、MAC媒体接入控制的发展趋势
随着技术的发展，交换技术的成熟和成本的降低，具有更高性能的使用点对点链路和链路层交换机的交换式局域网在有线领域已完全取代了共享式局域网。然而，由于无线信道的广播天性，无线局域网仍然使用的是共享媒体技术，并依赖于MAC协议来管理无线信道的访问。
综上所述，MAC是计算机网络中确保多个站点能够公平、有序地访问共享传输媒体的关键技术。它通过一系列规则和算法来避免冲突、提高信道利用率，并保障数据传输的可靠性和效率。