网卡(Network Interface Card, NIC)是计算机网络中的核心硬件组件,主要功能涵盖数据传输、网络管理及协议处理等方面,具体如下:
一、核心功能
数据封装与解封 - 发送过程:
将上层协议(如IP协议)传递的数据添加以太网帧头和尾部,完成物理层传输。
- 接收过程:剥离帧头和尾部,将数据传递给上层协议栈处理。
物理层信号处理 - 实现计算机内部并行数据与网络传输的串行转换,通过缓存芯片解决数据速率不匹配问题。
- 支持曼彻斯特编码与译码,确保信号同步。
介质访问控制(MAC)
- 通过MAC地址唯一标识设备,控制对共享网络介质的访问,避免数据冲突。
- 实现冲突检测与解决机制(如CSMA/CD协议)。
二、扩展功能
网络协议支持
- 支持以太网、Wi-Fi等多种协议,实现不同网络类型的接入。
- 负责协议栈间的数据封装与解封装。
流量控制与拥塞管理
- 通过调整发送速率、重传机制等手段,优化网络传输效率。
安全性保障
- 支持数据加密、访问控制及防火墙功能,防范网络攻击。
三、关键特性
硬件组成: 包含处理器、存储器(RAM/ROM)及接口电路,部分型号集成无线收发模块。 地址标识
驱动程序:需安装设备驱动程序以实现与操作系统的交互。
四、工作流程示例
数据发送:
应用层数据经协议栈封装为帧,通过网卡发送至网络。
数据接收:
网卡捕获网络信号并解包,将数据传递给操作系统。
错误处理:
检测帧错误时丢弃异常数据,正常数据通过中断通知上层处理。
通过以上功能协同工作,网卡实现了计算机与网络的稳定连接与数据传输。