網絡卡的工作原理

2021-06-08 05:29:26 字數 1358 閱讀 6511

1. 網絡卡概述

網絡卡(network inte***ce card,簡稱nic),也稱網路介面卡,是電腦與區域網相互連線的裝置。

一塊網絡卡包括了osi模型的兩個層——物理層和資料鏈路層。物理層定義了資料傳送與接收所需要的電與光訊號、線路狀態、時鐘基準、資料編碼和電路等,並向資料

鏈路層裝置提供標準介面。資料鏈路層則提供定址機構、資料幀的構建、資料差錯檢查、傳送控制、向網路層提供標準的資料介面等功能。乙太網卡中資料鏈路層的晶元稱之為mac控制器。

網絡卡的功能主要有兩個:一是將電腦的資料封裝為幀,並通過網線(對無線網路來說就是電磁波)將資料傳送到網路上去;二是接收網路上其它裝置傳過

來的幀,並將幀重新組合成資料,傳送到所在的電腦中。網絡卡能接收所有在網路上傳輸的訊號,但正常情況下只接受傳送到該電腦的幀和廣播幀,將其餘的幀丟棄。

然後,傳送到系統cpu做進一步處理。當電腦傳送資料時,網絡卡等待合適的時間將分組插入到資料流中。接收系統通知電腦訊息是否完整地到達,如果出現問題,將要求對方重新傳送。

2. 網絡卡的工作工程

2.1. 網絡卡傳送資料的過程

linux網絡卡驅動程式,將ip包新增mac幀的包頭,構成mac幀。mac幀中含有傳送端和接收端的mac位址資訊等。驅動程式將mac幀拷貝到網絡卡晶元內部的緩衝區,然後由網絡卡晶元接手處理。網絡卡晶元對mac包,再次封裝成物理幀,新增頭部同步資訊和crc校驗。然後丟到網線上,就完成乙個ip報文的傳送。所有掛接到本網線的網絡卡都可以看到該物理幀。網絡卡在傳送資料的過程中首先偵聽介質上是否有載波(載波由電壓指示),如果有,則認為其他站點正在傳送資訊,繼續偵聽介質。一旦通訊介質在一定時間段內(稱為幀間縫隙ifg=9.6微秒)是安靜的,即沒有被其他站點占用,則開始進行幀資料傳送,同時繼續偵聽通訊介質,以檢測衝突。在傳送資料期間如果檢測到衝突,則立即停止該次傳送,並向介質傳送乙個「阻塞」訊號,告知其他站點已經發生衝突,從而丟棄那些可能一直在接收的受到損壞的幀資料,並等待一段隨機時間(csma/cd確定等待時間的演算法是二進位制指數退避演算法)。在等待一段隨機時間後,再進行新的傳送。如果重傳多次後(大於16次)仍發生衝突,就放棄傳送。 

2.2.  網絡卡接收資料

網線上的物理幀首先被網絡卡晶元獲取,網絡卡晶元會檢查物理幀的crc,保證完整性。其次,網絡卡晶元將物理幀頭去掉,得到mac幀。

網絡卡晶元檢查mac幀內的目的mac位址資訊,和本網絡卡的mac位址是否一致?不一致,拋棄。

網絡卡晶元將mac幀拷貝到網絡卡內部的緩衝區,觸發中斷。驅動程式通過中斷,將mac包拷貝到系統中,構建sk_buff。告訴上層。上層去掉mac包頭,得到需要的ip包。過程中,網絡卡晶元對物理幀進行了mac匹配過濾。這樣做可以減小系統負荷。網絡卡到底能不能接收其他mac包,完全取決於網絡卡晶元中

rcr(receive control register)配置。驅動程式是決定網絡卡能否工作以及工作模式的橋梁。

網絡卡的工作原理及作用

1 網絡卡是工作在鏈路層的網路元件,是區域網中連線計算機和傳輸介質的介面,不僅能實現與區域網傳輸介質之間的物理連線和電訊號匹配,還涉及幀的傳送與接收 幀的封裝與拆封 介質訪問控制 資料的編碼與解碼以及資料快取的功能等。網絡卡也稱為通訊介面卡或者網路介面卡。網絡卡的功能 網絡卡上有自己的處理器和儲存器...

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