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2025-05-12T15:00:25Z

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'''Zebra Media Access Control''' ('''Z-MAC''', [[Englische Sprache|engl.]] „Zebra-Medienzugriffskontrolle“) ist ein [[Netzwerkprotokoll]] für [[Sensornetz]]e. Es steuert als [[Media Access Control]] (MAC) den Zugang zum gemeinsamen Kommunikationsmedium des Netzes.

Netzwerkprotokolle legen bis ins kleinste Detail fest, wie die Computer eines [[Rechnernetz]]es untereinander Daten austauschen. Sensornetze bestehen aus winzigen, drahtlos kommunizierenden ''Sensorknoten'', die in großer Zahl in einem Gebiet ausgebracht werden, sich selbständig vernetzen und ihre Umgebung in Gruppenarbeit solange mit Sensoren überwachen, bis ihre Energiereserven erschöpft sind. Sie bilden damit eine Sonderform des [[mobiles Ad-hoc-Netz|mobilen Ad-hoc-Netzes]] und stellen gänzlich andere Anforderungen an ein Netzprotokoll als beispielsweise das Internet.

Z-MAC wurde 2005 von Injong Rhee, Ajit Warrier, Mahesh Aia und Jeongki Min von der [[North Carolina State University]] vorgestellt.<ref>I. Rhee, A. Warrier, M. Aia, J. Min: ''ZMAC: A Hybrid MAC for Wireless Sensor Networks.'' Technischer Bericht, Department of Computer Science, North Carolina State University, April 2005.</ref> Das Protokoll steht namentlich wie inhaltlich in der Tradition der Protokolle [[S-MAC]], [[Timeout Media Access Control|T-MAC]], [[DSMAC]], [[WiseMac]], [[μ-MAC]] und [[M-MAC]]. Die Herkunft des Namens ist ungeklärt; eine inhaltliche oder metaphorische Verbindung zum [[Zebra]] scheint nicht gegeben, möglicherweise wurde ''Zebra'' nur als Aussprache des Buchstaben ''Z'' nach der englischen [[Buchstabiertafel]] gewählt.

== Protokollaufbau ==

Z-MAC kombiniert die beiden Ansätze [[Carrier Sense Multiple Access]] (CSMA) und [[Time Division Multiple Access]] (TDMA) so, dass sich das Netz bei geringer Datenlast wie bei CSMA und bei hohem Netzverkehr wie bei TDMA verhält.

Das Protokoll beginnt mit einer Einrichtungsphase, in der nacheinander die folgenden vier Schritte ausgeführt werden: ''Aufbau der Netztopologie'', ''Verteilung der Zeitschlitze'', ''Austausch örtlicher Zeitrahmen'' und ''netzweite Synchronisation''. Diese Initialisierung verursacht eine hohe Netzbelastung, die aus Sicht der Entwickler durch lange Betriebsdauer und effiziente Datenübertragung wieder wettgemacht wird.

=== Aufbau der Netztopologie ===

Nach der Aktivierung sendet jeder Sensorknoten 30 Sekunden lang jede Sekunde ein [[Ping (Datenübertragung)|Ping]] aus. Pings sind in der Netzwerktechnik kurze Nachrichten, die vom Sender zum Empfänger und sofort wieder zurückgeschickt werden. Für gewöhnlich werden mit ihnen Verbindung und Leitungsqualität überprüft. Bei Z-MAC enthält das Ping neben Angaben zum aussendenden Knoten selbst alle Informationen, die der Knoten bisher über seine direkten Nachbarn gesammelt hat. Durch die Pings seiner Umgebung erfährt ein Sensorknoten, welche Knoten er direkt (Ein-[[Hop (Netzwerktechnologie)|Hop]]-Nachbarschaft) und welche er indirekt mit einer Zwischenstation (Zwei-Hop-Nachbarschaft) kontaktieren kann.

=== Verteilung der Zeitschlitze ===

Die Nachbarschaftslisten werden in einen Algorithmus zur Zuteilung der [[Zeitschlitz]] gemäß TDMA gegeben. Die Entwickler verwendeten den verteilten Algorithmus [[DRAND]]. Dieser Algorithmus stellt sicher, dass keine zwei indirekten Nachbarn denselben Zeitschlitz erhalten.

== Quellen ==
<references/>

[[Kategorie:Netzwerkprotokoll (Netzzugang)]]

Zebra Media Access Control - Versionsgeschichte

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