Media Access Control (MAC) ist eine Schicht im OSI-Modell, die die Adressierung und Kontrolle des Zugriffs auf das physische Netzwerkmedium regelt. Jedes Netzwerkgerät hat eine eindeutige MAC-Adresse.

Was ist Media Access Control (MAC)?

Media Access Control (MAC) ist ein wichtiger Bestandteil der Datenkommunikation in Computernetzwerken. Sie stellt die zweite Schicht im OSI-Modell (Open Systems Interconnection) dar und ist verantwortlich für die Steuerung des Zugriffs auf das physische Übertragungsmedium. MAC sorgt dafür, dass Datenpakete korrekt adressiert und über das Netzwerk gesendet werden.

Funktionsweise der MAC-Schicht

Die MAC-Schicht arbeitet auf der Sicherungsschicht (Layer 2) des OSI-Modells und hat zwei Hauptfunktionen:

• Adressierung: Jedes Netzwerkgerät hat eine eindeutige MAC-Adresse, die als physische Adresse dient. Diese Adresse wird verwendet, um sicherzustellen, dass die Datenpakete an das richtige Gerät gesendet werden.
• Zugriffskontrolle: Die MAC-Schicht regelt, wie Geräte auf das gemeinsame Übertragungsmedium zugreifen. Dies beinhaltet Mechanismen zur Vermeidung von Kollisionen und zur Steuerung des Datenflusses.

Durch die Kombination dieser Funktionen ermöglicht die MAC-Schicht eine effiziente und fehlerfreie Datenübertragung in Netzwerken.

MAC-Adressen

Eine MAC-Adresse ist eine eindeutige Kennung, die jedem Netzwerkgerät zugewiesen wird. Sie besteht aus 48 Bits (6 Bytes) und wird normalerweise in hexadezimaler Form dargestellt. Die MAC-Adresse ist in zwei Teile unterteilt:

• Organizationally Unique Identifier (OUI): Die ersten 24 Bits (3 Bytes) identifizieren den Hersteller des Geräts.
• Gerätespezifischer Teil: Die letzten 24 Bits (3 Bytes) sind eine eindeutige Kennung, die vom Hersteller zugewiesen wird.

Beispiel einer MAC-Adresse: 00:1A:2B:3C:4D:5E

Protokolle und Methoden der MAC-Schicht

Es gibt verschiedene Protokolle und Methoden, die von der MAC-Schicht verwendet werden, um den Zugriff auf das Netzwerkmedium zu steuern:

• CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection): Wird hauptsächlich in Ethernet-Netzwerken verwendet. Geräte überprüfen, ob das Medium frei ist, bevor sie senden, und erkennen Kollisionen, um erneut zu senden.
• CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance): Wird in drahtlosen Netzwerken wie Wi-Fi verwendet. Geräte versuchen, Kollisionen durch das Aushandeln von Sendefenstern zu vermeiden.
• Token Passing: Eine Methode, bei der ein Token in einem Ringnetzwerk zirkuliert und nur das Gerät, das das Token besitzt, senden darf.
• Polling: Eine zentrale Steuerungseinheit fragt Geräte der Reihe nach ab, ob sie Daten senden möchten.
   

Anwendungen und Bedeutung der MAC-Schicht

Die MAC-Schicht spielt eine entscheidende Rolle in verschiedenen Netzwerktypen:

• Ethernet: Die am weitesten verbreitete Technologie für lokale Netzwerke (LANs), die CSMA/CD verwendet.
• Wi-Fi: Drahtlose Netzwerke, die CSMA/CA zur Vermeidung von Kollisionen nutzen.
• Bluetooth: Drahtlose Technologie für kurze Distanzen, die Polling für die Zugriffskontrolle verwendet.
• Token Ring: Ein älteres Netzwerkprotokoll, das Token Passing zur Steuerung des Medienzugriffs verwendet.
   

Herausforderungen und Entwicklungen

Die MAC-Schicht steht vor verschiedenen Herausforderungen, insbesondere in modernen und drahtlosen Netzwerken:

• Kollisionen und Interferenzen: In drahtlosen Netzwerken sind Kollisionen und Interferenzen häufig, was die Datenübertragung beeinträchtigen kann.
• Skalierbarkeit: Die MAC-Protokolle müssen skalierbar sein, um in großen Netzwerken effizient zu arbeiten.
• Sicherheit: Die Sicherstellung, dass MAC-Adressen nicht gefälscht werden können, ist für die Netzwerksicherheit von entscheidender Bedeutung.
• Energieeffizienz: Besonders in drahtlosen Sensorennetzwerken ist die Energieeffizienz ein wichtiger Faktor.
   

Zusammenfassung

Die Media Access Control (MAC) ist eine entscheidende Komponente in der Netzwerktechnologie, die die Adressierung und den Zugriff auf das physische Netzwerkmedium regelt. Durch die Verwendung eindeutiger MAC-Adressen und spezialisierter Protokolle gewährleistet die MAC-Schicht eine effiziente und zuverlässige Datenübertragung in verschiedenen Netzwerktypen. Trotz der Herausforderungen bleibt die MAC-Schicht ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Netzwerke.

Die 5 wichtigsten Fragen zu MAC

• Was ist Media Access Control (MAC)? Media Access Control (MAC) ist eine Schicht im OSI-Modell, die die Adressierung und Kontrolle des Zugriffs auf das physische Netzwerkmedium regelt.
• Wie funktioniert die MAC-Schicht? Die MAC-Schicht arbeitet durch Adressierung mittels eindeutiger MAC-Adressen und durch Kontrolle des Zugriffs auf das Netzwerkmedium mit verschiedenen Protokollen wie CSMA/CD und CSMA/CA.
• Was ist eine MAC-Adresse? Eine MAC-Adresse ist eine eindeutige Kennung, die jedem Netzwerkgerät zugewiesen wird und aus 48 Bits besteht, unterteilt in den OUI und den gerätespezifischen Teil.
• Welche Protokolle verwendet die MAC-Schicht? Zu den Protokollen der MAC-Schicht gehören CSMA/CD, CSMA/CA, Token Passing und Polling.
• Welche Herausforderungen gibt es bei der MAC-Schicht? Herausforderungen umfassen Kollisionen und Interferenzen, Skalierbarkeit, Sicherheit und Energieeffizienz, besonders in drahtlosen Netzwerken.