Il livello MAC (Medium Access Control) nel Wi-Fi è un componente cruciale dello standard IEEE 802.11, responsabile della gestione dell’accesso al mezzo di comunicazione condiviso, in genere lo spettro delle radiofrequenze. Il livello MAC svolge un ruolo chiave nel coordinare l’accesso di più dispositivi al canale wireless, garantendo una comunicazione efficiente ed equa all’interno di una rete Wi-Fi.
Aspetti chiave del controllo dell’accesso medio (MAC) nel Wi-Fi:
- Accesso multiplo con rilevamento della portante con prevenzione delle collisioni (CSMA/CA):
- Le reti Wi-Fi utilizzano un protocollo noto come Carrier Sense Multiple Access with Collision Prevention (CSMA/CA) per gestire l’accesso al mezzo wireless condiviso. In CSMA/CA, i dispositivi ascoltano il canale prima di trasmettere i dati per evitare collisioni. Se il canale è occupato, i dispositivi attendono un periodo di backoff casuale prima di tentare di trasmettere.
- Funzione di coordinamento distribuito (DCF):
- DCF è il metodo di accesso fondamentale utilizzato nelle reti Wi-Fi e si basa su CSMA/CA. Funziona in modo completamente distribuito, consentendo ai dispositivi di contendersi il canale in modo indipendente. DCF include meccanismi per la gestione dei conflitti, il riconoscimento delle trasmissioni riuscite e la ritrasmissione dei frame falliti.
- Vettore di allocazione della rete (NAV):
- Il NAV è un meccanismo timer utilizzato nel Wi-Fi per informare altri dispositivi sulla trasmissione in corso. Quando un dispositivo cattura il canale per la trasmissione, imposta il NAV, impedendo ad altri dispositivi di tentare trasmissioni fino alla scadenza del NAV. Ciò aiuta a evitare collisioni durante le trasmissioni in corso.
- Funzione di coordinazione dei punti (PCF):
- PCF è una parte opzionale dello standard IEEE 802.11 che fornisce un meccanismo di coordinamento centralizzato. In PCF, un punto di accesso prende il controllo del canale e interroga i dispositivi associati per trasmettere i dati. Sebbene meno comunemente utilizzato rispetto a DCF, PCF può fornire un accesso più deterministico al canale.
- Scambi di frame:
- Il livello MAC gestisce lo scambio di frame tra dispositivi in una rete Wi-Fi. I frame includono frame di gestione (ad esempio frame di associazione e dissociazione), frame di controllo (ad esempio frame di riconoscimento) e frame di dati che trasportano il carico utile effettivo.
- Associazione e autenticazione:
- Il livello MAC gestisce i processi di associazione e autenticazione tra un dispositivo Wi-Fi e un punto di accesso. L’associazione prevede che un dispositivo aderisca a uno specifico Basic Service Set (BSS), mentre l’autenticazione garantisce che il dispositivo disponga delle credenziali necessarie per accedere alla rete.
- Gestione energetica:
- Il livello MAC include meccanismi per la gestione dell’energia per risparmiare energia nei dispositivi mobili. I dispositivi possono entrare in modalità di sospensione a basso consumo e riattivarsi periodicamente per verificare la presenza di dati in sospeso. Ciò è particolarmente importante per i dispositivi alimentati a batteria nelle reti Wi-Fi.
- Qualità del servizio (QoS):
- Il MAC supporta i meccanismi QoS per dare priorità a determinati tipi di traffico rispetto ad altri. Ciò include l’uso di diverse categorie di accesso e la capacità di impostare diverse priorità per i frame, garantendo che le applicazioni sensibili al fattore tempo ricevano un trattamento preferenziale.
- Indirizzamento MAC:
- Il livello MAC è responsabile dell’assegnazione e della gestione di indirizzi MAC univoci per ciascun dispositivo nella rete Wi-Fi. Gli indirizzi MAC sono essenziali per indirizzare e instradare i frame alla destinazione corretta.
- Sicurezza:
- Il livello MAC contribuisce alla sicurezza Wi-Fi implementando meccanismi di crittografia, come WEP (Wired Equivalent Privacy), WPA (Wi-Fi Protected Access) e WPA2/WPA3, per proteggere la trasmissione dei dati sul mezzo wireless.
In sintesi, il livello MAC (Medium Access Control) è un componente critico delle reti Wi-Fi, poiché fornisce meccanismi per un accesso efficiente ed equo al mezzo wireless condiviso. Attraverso protocolli come CSMA/CA, NAV e meccanismi QoS, il livello MAC garantisce comunicazione, coordinamento e sicurezza affidabili all’interno delle reti Wi-Fi.