Sous-couche MAC (Media Access Control) — Fonctions & Protocoles
La sous-couche MAC (IEEE 802.2/802.3/802.11) est la moitié inférieure de la couche Liaison de données (Couche 2). Elle régit comment les stations partagent un médium et trame les données pour la PHY.
Responsabilités cœur
- Tramage (Framing)
- En-tête : Préambule/SFD (802.3) ou PLCP (802.11), MAC Destination, MAC Source, Type/Longueur, (tag VLAN optionnel).
- Charge utile : PDU LLC (46-1500 octets Ethernet).
- Remorque : FCS (CRC-32), Extension (802.3z gigabit).
- Adressage — MAC 48 bits (OUI + NIC unique) ; unicast, multicast, broadcast.
- Accès au médium (Arbitrage)
- CSMA/CD (Ethernet half-duplex) — détection porteuse, détection collision, backoff exponentiel binaire.
- CSMA/CA (802.11 Wi-Fi) — RTS/CTS, DCF/EDCA, ACK/BA.
- Passage de jeton (802.5 Token Ring legacy, FDDI).
- TDMA / OFDMA (cellulaire, 802.11ax, DOCSIS).
- Contrôle de flux
- Trames PAUSE (802.3x) — symétrique, niveau liaison.
- PFC (802.1Qbb) — par priorité (Ethernet sans perte).
- Wi-Fi : ACK/BA, TIM/PS-Poll pour économie énergie.
- Détection erreurs — FCS (CRC-32) en remorque ; trames échouant FCS silencieusement écartées (pas de retransmission au MAC — laissé à LLC/TCP).
- QoS / Priorisation — 802.1p (3 bits PCP dans tag VLAN), 802.11e WMM (AC_BK, BE, VI, VO).
Distinctions clés
| Aspect | Ethernet (802.3) | Wi-Fi (802.11) |
|---|---|---|
| Méthode accès | CSMA/CD (legacy) / Full-duplex (pas contention) | CSMA/CA + ACK |
| Duplex | Full (commuté) | Half (RF partagé) |
| Détection collision | Électrique (filair) | Impossible (nœud caché) → CA |
| Accusé trame | Aucun (L2) | Requis (par trame) |
Améliorations modernes
- MACsec (802.1AE) — Chiffrement + intégrité saut-par-saut (GCM-AES-256).
- E-Tag (802.1BR) — EVB/VEPA pour virtualisation.
- Time-Sensitive Networking (802.1Qbv, .1AS) — Trafic planifié, horloges synchronisées.
La sous-couche MAC transforme un tuyau brut de bits en canal de trames adressé, fiable, à médium partagé — la fondation sur laquelle reposent LLC, IP, et tout ce qui est au-dessus.