Orta Erişim Kontrolü (MAC) protokolü, IEEE 802.11 standardının temel bir bileşenidir ve cihazların bir Wi-Fi ağında iletişim ortamını nasıl paylaştığını tanımlar. MAC protokolü, kablosuz kanala erişimin yönetilmesinde, çekişmelerin yönetilmesinde ve cihazlar arasında verilerin düzenli iletiminin sağlanmasında çok önemli bir rol oynar. Wi-Fi için MAC protokolünün ayrıntılı bir açıklaması:
1. IEEE 802.11’e Genel Bakış:
- Kablosuz Yerel Alan Ağları (WLAN’lar): IEEE 802.11, genellikle Wi-Fi olarak bilinen, yerel alan ağlarındaki kablosuz iletişimi yöneten bir dizi standarttır.
- Fiziksel ve Veri Bağlantısı Katmanları: Standart, OSI modelinin Fiziksel ve Veri Bağlantısı katmanlarında çalışır ve hem radyo iletim özelliklerini hem de ortam erişimine yönelik protokolü kapsar.
2. MAC Katmanının Rolleri:
- Veri Bağlantısı Katmanı İşlevleri: Veri Bağlantısı katmanının bir parçası olan MAC katmanı, paylaşılan iletişim ortamına erişimi yönetmekten, çekişme ve çarpışmayı önleme gibi sorunlarla ilgilenmekten sorumludur.
3. Carrier Sense Çoklu Erişim ve Çarpışma Önleme (CSMA/CA):
- Temel Prensip: MAC protokolü, Çarpışma Önlemeli (CA) CSMA olarak bilinen Taşıyıcı Algılama Çoklu Erişiminin (CSMA) bir çeşidini kullanır.
- İletimden Önce Dinleme: Cihazlar, iletimleri başlatmadan önce kanalı algılar ve çarpışmaları önlemek için devam eden etkinlikleri kontrol eder.
4. CSMA/CA’nın çalışması:
- Net Kanal Değerlendirmesi (CCA): Cihazlar, kanalın temiz olup olmadığını veya diğer iletimler tarafından işgal edilip edilmediğini belirlemek için CCA gerçekleştirir.
- Geri Çekme Mekanizması: Kanal meşgulse, cihazlar eşzamanlı iletimleri önlemek için tekrar iletim yapmaya çalışmadan önce rastgele bir süre bekleyerek bir geri çekilme süresi başlatır.
5. Dağıtılmış Koordinasyon Fonksiyonu (DCF):
- Varsayılan Mod olarak DCF: Wi-Fi ağlarındaki MAC protokolü genellikle CSMA/CA’yı temel alan Dağıtılmış Koordinasyon İşlevi (DCF) altında çalışır.
- Çekişme Penceresi: DCF, geri çekilme süresinin süresini belirleyen bir çekişme penceresi kullanır. Daha büyük çekişme pencereleri daha fazla rastgelelik sağlar ve çarpışma olasılığını azaltır.
6. Teşekkür ve Yeniden İletim:
- Bildirim Çerçeveleri: Bir çerçevenin başarılı bir şekilde alınmasından sonra, alıcı, gönderene bir onay çerçevesi gönderir.
- Yeniden İletim: Onayın alınmaması durumunda gönderen, bir çarpışma veya iletim hatası olduğunu varsayar ve yeniden iletimi başlatır.
7. Gönderme İsteği/Göndermeyi Temizle (RTS/CTS):
- İsteğe Bağlı Mekanizma: Çarpışma olasılığının yüksek olduğu senaryolarda (ör. gizli düğüm sorunu), cihazlar isteğe bağlı RTS/CTS mekanizmasını kullanabilir.
- RTS: Gönderme İsteği çerçevesi, verici tarafından amaçlanan alıcıya, iletim niyetini belirterek gönderilir.
- CTS: Göndermeyi Temizle çerçevesi alıcı tarafından bir onay olarak gönderilir ve vericinin veri aktarımına devam etmesine izin verir.
8. Hizmet Kalitesi (QoS) Geliştirmeleri:
- Multimedya Trafiği için Geliştirmeler: Hizmet Kalitesi (QoS) gereksinimlerini desteklemek için Wi-Fi’deki MAC protokolü, Gelişmiş Dağıtılmış Kanal Erişimi (EDCA) gibi geliştirmeler sunar.
- Trafiğin Farklılaştırılması: EDCA, ses, video ve en iyi çaba verilerinin farklı şekilde işlenmesine olanak tanıyan, değişen önceliklere sahip farklı erişim kategorileri sunar.
9. Çerçeve Formatı ve Kontrol Mekanizmaları:
- MAC Çerçeve Yapısı: MAC çerçeveleri, kontrol bilgilerini, adreslemeyi ve çerçeve türünü içeren başlıkları ve fragmanları içerir.
- Onay ve Kontrol Çerçeveleri: Güvenilir iletişimi kolaylaştırmak için bildirim, kontrol ve yönetim amacıyla özel çerçeveler kullanılır.
10. Evrim ve Gelecekteki Geliştirmeler:
- 802.11 Değişiklikler: MAC protokolü çeşitli değişikliklerle (ör. 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, 802.11ax) geliştirildi ve veri hızlarında, kanal kullanımında ve genel ağ verimliliğinde iyileştirmeler sağlandı.
- Wi-Fi 6 ve Ötesi: Wi-Fi 6 (802.11ax) gibi en yeni standartlar, Temel Hizmet Seti (BSS) Renklendirme, Hedef Uyanma Süresi (TWT) ve Ortogonal Frekans Bölmeli Çoklu Erişim ( OFDMA) yüksek yoğunluklu ve çeşitli trafik ortamlarında performansı artırmak için.
Özetle, IEEE 802.11 standardı tarafından tanımlanan Wi-Fi için MAC protokolü, cihazların paylaşılan iletişim ortamına erişim için nasıl mücadele edeceğini yönetir. CSMA/CA, onaylama mekanizmaları ve isteğe bağlı RTS/CTS’yi kullanan MAC protokolü, Wi-Fi ağlarında düzenli ve çarpışmasız iletişim sağlar. Standart geliştikçe, artan trafik taleplerinin ve çeşitli uygulama gereksinimlerinin getirdiği zorlukları çözmeye yönelik yeni değişiklikler ve geliştirmeler devam ediyor.