メディア アクセス コントロール サブレイヤとは何ですか?

データ リンク層の上位サブレイヤーであるメディア アクセス コントロール (MAC) サブレイヤは、物理メディア上で動作し、メディアへのアクセスを制御します。データをフレームにフォーマットし、ネットワーク上で送信する役割を果たします。 MAC サブレイヤは、ネットワーク上のデバイスがデータ送信速度を調整できるようにするフロー制御も提供します。

MAC サブレイヤの機能

- フレームの区切り: MAC 層は、受信データにフレーム区切り文字を追加する役割を果たします。これらのフレーム区切り文字は、フレーム ヘッダーおよびフレーム トレーラーとも呼ばれ、あるフレームを別のフレームから区別するのに役立ちます。

- フレーム チェック シーケンス (FCS): フレームが物理層を通過するときに発生する可能性のあるエラーを検出するために、MAC サブレイヤ トレーラーには、各フレームの最後に FCS (フレーム チェック シーケンス) と呼ばれる追加のエラー検出コードが含まれています。受信機は、この送信された FCS と計算された FCS を比較し、この比較の結果に対して適切なアクションを実行します。

- フレーミング: フレーミングには次の 3 つの機能が含まれます。

a) ヘッダー生成:MAC サブレイヤは、データ ユニットの先頭に制御情報を追加します。この制御情報はヘッダーで運ばれ、送信者のアドレス、受信者のアドレス、エラー訂正コード、フレーム長などの情報が含まれます。

b) アドレス指定:MAC 層は、フレームにルーティング情報を配置します。この情報は、フレームを正しいコンピュータに配信するためのメカニズムを提供します。ネットワーク上のコンピュータは MAC アドレスによって識別されるため、アドレス指定は重要です。

c) トレーリングの生成:MAC 層はフレームの最後にトレーラーを付加します。トレーラーには通常、フレーム チェック シーケンス (FCS) やフレーム チェックサムなどの制御情報が含まれています。

フロー制御

フロー制御は、2 つのデバイス間のデータ送信速度を制御するために使用されるメカニズムです。受信デバイスでのオーバーランを防ぎ、データが一貫したレートで送受信されることを保証します。フロー制御には次の 2 種類があります。

- 停止して待機するフロー制御: ストップ アンド ウェイト フロー制御では、送信者はフレームを送信し、受信者からの確認応答を待ってから次のフレームを送信します。これにより、送信者が次のフレームを送信する前に、受信者がフレーム内のデータを処理するのに十分な時間を確保できます。

- スライディング ウィンドウのフロー制御: スライディング ウィンドウ フロー制御では、送信者は受信者からの確認応答を待つ前に複数のフレームを送信できます。これにより、送信側は各フレームの送信後に確認応答を待つ必要がなくなるため、より効率的なデータ送信が可能になります。スライディング ウィンドウのサイズによって、送信者が確認応答を待つ前に送信できるフレームの最大数が決まります。

エラー制御

エラー制御は、データ送信中に発生するエラーを検出して修正するために使用されるメカニズムです。エラー制御には主に 2 つのタイプがあります。

- 前方誤り訂正 (FEC): FEC は、冗長データを使用してエラーを訂正するエラー制御方法です。送信前にデータに冗長データが追加され、受信側はエラーを検出した場合にこのデータを使用して元のデータを再構築できます。

- 自動繰り返しリクエスト (ARQ): ARQ は、再送信を使用してエラーを訂正するエラー制御方法です。受信側がエラーを検出すると、送信側に、破損したフレームを再送信するよう要求を送信します。その後、送信者はフレームを再送信します。

メディア アクセス コントロール (MAC) サブレイヤーは、次の機能を担当します。

- 複数のデバイスが同じ物理媒体を介して通信できるようになります。

- デバイスに物理アドレスを割り当ててアドレス機能を管理します。

- CSMA/CD やトークン リングなどのプロトコルを使用して、送信の競合を検出し、解決します。

- データをフレームに区切って、LLC (Logical Link Control) サブレイヤーとして知られるプロトコル スタックの次の上位レベルに渡します。