วิธีควบคุมเพื่อเข้าถึงสื่อกลาง (MediumAccess Control : MAC Methods)

ตามมาตรฐานเครือข่ายแลน ปกติจะใช้สื่อกลางนำสัญญาณเพื่อการรับส่งข้อมูลร่วมกัน ตัวอย่างเช่นเครือข่ายทีเชื่อมต่อตามโทโพโลยีแบบบัสหรือแบบวงแหวน จะใช้สายเคเบิลที่เป็นสายแกนหลักเพียงเส้นเดียวในการเชื่อมต่อเช้ากับคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่างๆ ดังนั้นจึงต้องมีวิธีการควบคุมและติดตามเพื่อให้อุปกรณ์ต่างๆบทเครือข่าย

สามารถใช้สื่อกลางเพื่อการรับส่งข้อมูลได้อย่างทั่วถึง วิธีควบคุมเพื่อเข้าถึงสื่อกลางนั้นจะมีอยู่ 2 วิธีด้วยกัน คือ CSMA/CDและ Token Passingโดยอีเทอร์เน็ตจะใช้วิธีCSMA/CDในการเข้าถึงสื่อกลางในขณะที่ทั้ง Token Bus, Token Ring และ FDDI จะใช้วิธี TokenPassingในการเข้าถึงสื่อกลางแต่สำหรับในหัวข้อนี้จะขอกล่าวถึงวิธี CSMA/CDก่อน โดยวิธีเข้าถึงสื่อกลางแบบ TokenPassingจะกล่าวในหัวข้อToken Ring ต่อไปทันที

CSMA/CD (Carrier Sense, Multiple Access/Collision Detection)
                เครือข่ายอีเทอร์เน็ตเป็นเครือข่ายที่ตั้งอยู่บนพื้นฐานเครือข่ายแบบบัส ที่ใช้วิธีการส่งข้อมูลแบบเบสแบนด์
 และด้วยการมีช่องทางการสื่อสารเพียงช่องทางเดียว แต่อนุญาตให้คอมพิวเตอร์หลายๆเครื่องบนเครือข่าย
ใช้สายส่งข้อมูลร่วมกันได้ ทั้งนี้หากโหนดใดมีการส่งข้อมูล โหนดอื่นๆ ที่ต้องการส่งก็จะต้องรอ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการกำหนดว่า
 แล้วใครจะเป็นผู้ส่งข้อมูลได้ในลำดับถัดไป
                เทคนิควิธี CSMA/CD เป็นกลไกจัดการกับสายส่งสัญญาณให้ว่าง โดย ในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ จะมีข้อมูลเพียงชุดเดียวเท่านั้น
ที่สามารถส่งผ่านสื่อกลางไปยังปลายทาง ดังนั้นจึงต้องมีกระบวนการจัดการเอให้โหนดต่างๆ บนเครือข่ายสามารถส่งข้อมูลได้ ซึ่งประกอบด้วยกลไกต่อไปนี้
การตรวจฟังสัญญาน (Carrier Sense)
                เป็นกลไกในการตรวจฟังสัญญาณภายในสาย ว่าสายในขณะนั้นว่างหรือถูกใช้งานอยู่ ซึ่งแต่โหนดบนเครือข่าย
จะต้องตรวจฟังสัญญาณบนสื่อกลาง ก่อนที่จะมีการส่งแพ็กเก็ตออกไป พิจารณาจากรูป 8.4  โหนดA ต้องการส่งแพ็กเก็ต
และได้มีการตรวจฟังสัญญาณบนสาย พบว่าในขณะนั้นว่าง นั่นหมายถึงโหนดA สามารถใช้สายสัญญาณเพื่อการส่งข้อมูล
ในขณะนั้นได้ อย่างไรก้อตาม ก็ยังมีความเป็นไปได้ว่า ในช่วงเวลาที่โหนดA ตรวจฟังสัญญาณอยู่ ก็มีโหนดอื่นตรวจฟัง
สัญญาณเช่นกัน ดังนั้นหากทั้งสองโหนดมีการส่งแพ็กแก็ตบนสายพร้อมกัน ก็จะเกิดการชนกันของกลุ่มข้อมูล
ขึ้นภายในสายสัญญาณทันที

การใช้สายส่งข้อมูลร่วมกัน (Multiple Access)
                เป็นกลไกที่อนุญาตให้ทุกๆ โหนดบนเครือข่ายสามารถใช้สายส่งข้อมูลได้ทันทีหากสายในขณะนั้นว่างโดย
อีเทอร์เน็ตจะไม่มีการให้อภิสิทธิ์กับโหนดใดๆ เป็นพิเศษ กล่าวคือโหนดใดก็ตามบนเครือข่ายสามารถใช้สายเพื่อส่งข้อมูล
ได้ทันที หากตรวจฟังสัญญาณในสายแล้วว่าง ซึ่งถือเป็นการช่วงชิวใช้สื่อกลางเพื่อส่งข้อมูลกันเอง
 ดังนั้นจึงมีโอกาสเกิดการชนของกลุ่มข้อมูลได้เสมอ
                พิจารณาจากรูปที่ 8.4 จะพบว่าโหนด A ได้ตรวจฟังสัญญาณบนสาย แล้วพบว่าสัญญาณบนสายในขณะนั้นว่าง
 ก็ดำเนินการส่งข้อมูล ในขณะรูปที่ 8.5 โหนดD ก็บังเอิญตรวจฟังสัญญาณบนสายในขณะนั้นพอดี
แล้วพบว่าสัญญาณบนสายนั้นว่างอยู่เช่นกัน ทำให้ช่วงเวลาในขณะนั้นเกิดจากการส่งข้อมูลบนสายพร้อมกันถึงสองโหนด
 คือโหนดA และโหนดD ดังนั้นข้อมูลที่ถูกส่งออกมาผ่านสื่อกลาง จึงเกิดการชนกันของกลุ่มข้อมูลขึ้น โดยข้อมูลที่ชนกันนั้น
จะไม่สามารถนำมาใช้งานได้อีกต่อไป ดังนั้นจึงต้องมีกระบวนการแก้ไขข้อมูลรอบใหม่

การตรวจสอบการชนกันของกลุ่มข้อมูล (Collision Detection)
เป็นกลไกกรตรวจสอบการชนกันของกลุ่มข้อมูล ซึ่งหากเกิดการชนกันของกลุ่มข้อมูลขึ้นภายในสายส่ง ดังรูปที่
 8.6 และระบบได้ตรวจพบว่า ได้เกิดเหตุการณ์ชนกันของกลุ่มข้อมูลขึ้นแล้ว ดังนั้นแต่ละโหนด(โหนดA และ D)
ก็จะหยุดดำเนินการส่งข้อมูลทันที และมีการรอชั่วครู่ เพื่อให้แต่ละโหนดสุ่มเวลาให้แตกต่างกันในการส่งข้อมูลรอบใหม่
 เพื่อประกันว่าจะไม่เกิดการชนกันของกลุ่มข้อมูลชุดเดิมอีก

พิจารณารูปที่ 8.7 เป็นเหตุการณ์หลังจากที่ระบบได้ตรวจสอบพบสัญญาณชนกันของกลุ่มข้อมูลบนสาย
โดยโหนดที่ส่งข้อมุลทั้งสองฝั่งจะหยุดการส่งข้อมูลทันที และรอชั่วครู่หนึ่ง จากนั้นโหนดA และโหนดD
ก็จะสุ่มเวลาให้มีค่าแตกต่างกัน เช่น โหนดA สุ่มเวลาได้เท่ากับ 5 และโหนดD สุ่มเวลาได้เท่ากับ 6 จากนั้นโหนดทั้งสอง
ก็จะนับเวลาถอยหลังจนครบเพื่อทำการส่งข้อมูลรอบใหม่ แต่ในขณะที่โหนดA ทำการนับเวลาถอยหลังอยู่ เช่น 6..5..4…
ขณะนั้นเองโหนดC ได้ตรวจฟังสัญญาณบนสาย ปรากฏว่าสายในขณะนั้นว่างโหนดC ก็จะส่งข้อมูลทันที
โดยไม่สนใจว่าก่อนหน้านั้นมีการชนกันของข้อมูลเกิดขึ้นอย่างไร ซึ่งเป็นไปตามทฤษฎีของ CSMA ที่กล่าวไว้ว่า
หากสายว่างสามารถส่งข้อมูลได้ทันที ครั้นเมื่อโหนดA ได้นับถอยหลังจนครบเวลาแล้ว ก่อนส่งก็จะต้องตรวจฟัง
สัญญาณบนสาย หากปรากฏว่าสัญญาณบนสายในขณะนั้นไม่ว่างโหนดA ก็จะต้องรอส่งข้อมูลในรอบเวลาต่อไป
ด้วยการตรวจฟังสัญญาณบนสายจนกว่าจะว่าง แล้วจึงทำการส่งข้อมูลรอบใหม่

รูปที่ 8.7หลังจากที่ระบบได้ตรวจพบการชนกันของกลุ่มข้อมูลแล้ว แต่ละโหนดก็จะสุ่มเวลาให้แตกต่างกัน
และพยายามส่งข้อมูลรอบใหม่อีกครั้ง
อย่างไรก็ตาม การชนกันของข้อมูลจะทวีมากขึ้น กรณีที่เครือข่ายมีขนาดใหญ่ รวมถึงในหนึ่งช่วงเวลาได้มีการส่งข้อมูล
จำนวนมากภายในสายส่ง ดังนั้นเมื่อเครือข่ายมีขนาดใหญ่และมีระยะทางไกลขึ้นจึงทำให้เกิดค่าหน่วงเวลา
 (Propagation Delay) มากขึ้นตามมาด้วย เหตุการณ์ดังกล่าว จะส่งผลให้เครือข่ายทำงานช้าลงอย่างเห็นได้ชัด
 เนื่องจากมีการชนกันของกลุ่มข้อมูลมาก แต่การ์ดเครือข่ายของแต่ละโหนดก็จะพยายามส่งแพ็กเก็ตของตน
ไปยังปลายทางให้สำเร็จอย่างต่อเนื่องเสมอ ทั้งนี้จะมีเพียงเหตุการณ์เดียวเท่านั้นที่มีการชนกันของกลุ่มข้อมูลอย่างรุนแรงที่สุด
 ก็คือแพ็กเก็ตไม่สามารถส่งไปยังปลายทางได้สำเร็จหลังจากที่พยายามส่งแล้ว 16 ครั้ง ซึ่งผลลัพท์จากเหตุการณ์ดังกล่าว
 จะมีการรายงานให้กับยูสเซอร์ทราบโดยทันที