网卡的构成与工作原理1
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简介：
本文将详细介绍网卡的基本构成和其背后的工作原理，帮助读者理解网络通信的核心机制。
网卡是计算机与网络缆线之间的物理接口或连接设备，用于将计算机中的数字信号转换成电或光信号以实现数据传输。它负责处理串行数据和并行数据间的转换，并在发送前确保接收方的准备情况，包括协商最大可发送的数据量、两次发送间的时间间隔以及等待确认的时间等。
网卡的工作涉及OSI模型的最后一层物理层与第二层数据链路层：
- 物理层定义了传输所需的电或光信号标准、线路状态及编码方式，并提供给上一层的接口。
- 数据链路层则提供了寻址机制，构建和检查数据帧以确保其完整性和控制发送流程。
在以太网卡中，MAC控制器处理以下任务：
1. 实现子层功能（如MAC与LLC）；
2. 提供PCI界面实现主机间的数据交换；
3. 将IP包拆分为最大1518字节、最小64字节的帧格式；
4. 在每个数据帧中加入目标和源地址及协议类型信息；
5. 计算并验证CRC码。
MAC地址通过ARP请求获取，该过程在初次发送特定IP地址的数据时触发。响应会更新主机上的ARP表以供后续使用。
PHY芯片则负责物理层的功能：
1. 将数据从并行转换为串行流；
2. 根据标准编码规则（如NRZ或曼彻斯特）对数据进行编码；
3. 转换信号形式，通过网络发送模拟信号；
4. 部分实现CSMACD协议。
网卡的工作流程包括：
1. MAC控制器从PCI总线获取IP包。
2. 控制器将其重组为符合标准的帧格式（最大1518字节）。
3. 将处理后的数据传递给PHY芯片进行物理层转换。
4. PHY芯片执行编码规则，将数字信号转化为模拟形式发送出去。
5. 目标设备接收后通过相同的步骤逆向解析并传送给上层协议栈。
以上就是网卡的组成与工作原理概述。
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