一,分类:令牌环接口卡,FDDI接口卡,SDH接口卡,以太网卡,,
二,组成部分:CU(control unit,控制单元),OB(output buffer,输出缓存),IB(input buffer,输入缓存),LC(line coder,线路编码器),LD(line,decoder,线路解码器),TX(transmitter,发射器),RX(receiver,接收器)
三,PC上的网卡:
计算机上的网卡发送数据
- PC上的应用产生data,data经过TCP/IP传输后,得到一个个的packet,到达网卡上的CU后,会将一个个的packet封装一层以帧(frame),本文只讨论以太网卡,即封装的帧都是以太网帧(Ethernet frame),然后,CU(控制单元)会将数据下发到OB。
- OB(output buffer,输出缓存)收到CU(控制单元)下发的帧后,按接收顺序将这些帧加入队列(queue),然后将队列中的帧逐个发送到LC(line coder,线路编码器)。
- LC(line coder,线路编码器)从OB(output buffer,输出缓存)接收到帧后,会对这些帧进行线路编码。一个帧就是有长度有限的’1‘和‘0’,OB中的’1‘和‘0’存储在缓存中,要想在物理媒介上进行传输,则需要LC对这些’1‘和‘0’进行编码,即LC对OB缓存中的’1‘和‘0’进行转换成可以在物理链路上传输的物理信号,并将物理信号发送给TX(transmitter,发射器)。
- TX(transmitter,发射器)从LC获得需要发送的物理信号后,会对物理信号的功率等特性进行优化调整,然后将这些调整后的物理信号通过物理链路发送出去。
计算机上的网卡接收数据
1,RX(receiver,接收器)从物理链路接收到物理信号后,首先对物理信号的功率等特性进行调整,再将调整后的物理信号发送给LD(line,decoder,线路解码器)。
2,LD(line,decoder,线路解码器)会对RX发送的物理信号进行线路解码,即将RX中的物理信号转换成逻辑上的’1‘和‘0’,并将这些’1‘和‘0’重新表达为可以缓存的物理量(电平,电流),然后将这些’0‘和‘1’以帧为单位逐个发送给IB(input buffer,输入缓存)。
3,IB(input buffer,输入缓存)从LD接收到帧后,会按接收顺序将这些帧排成一个队列,然后将这些帧逐个发送给CU(control unit,控制单元),先从LD接收的帧会先发送到CU。
4,CU从IB获取到帧后,会对帧进行分析和处理,一个帧的处理结果只有两种可能,或者把这个帧丢弃,或者把这个帧的帧头部和尾部去掉,得到数据包后,传给TCP/IP模型的网络层,直至应用层。
流程图:
四,交换机上的网卡转出数据
- 交换机上的网卡和PC上的网卡结构完全一致,也是由CU(control unit,控制单元),OB(output buffer,输出缓存),IB(input buffer,输入缓存),LC(line coder,线路编码器),LD(line,decoder,线路解码器),TX(transmitter,发射器),RX(receiver,接收器)组成。
- 交换机上的网卡接收数据与PC网卡完全一致。 RX,LD,IB与PC的网卡工作原理一致。
- CU从IB获取到帧后,会对帧进行分析和处理,分析和处理结果只有3种:1,或者直接被丢弃,2,或者被传送到本交换机的其他网卡的CU,3,或者被复制N份帧,然后将这些帧传送给本交换机的其他N个网卡的CU。
交换机上的网卡
交换机上的网卡转入数据
- 与PC网卡上的CU不同,交换机网卡CU是直接从本交换机的其他网卡的CU哪里接收帧,然后CU会将这些帧传送给OB。
- OB,LC,TX与PC网卡完全一致。
总结:
- 网卡工作在TCP/IP网络模型的数据链路层和物理层,同时有数据链路层和物理层的功能。
- PC的网卡是收发数据,交换机网卡是转发数据。
- 交换机和PC网卡的组成结构一致,都是由CU(control unit,控制单元),OB(output buffer,输出缓存),IB(input buffer,输入缓存),LC(line coder,线路编码器),LD(line,decoder,线路解码器),TX(transmitter,发射器),RX(receiver,接收器)7个功能模块组成
- 计算机上的网卡CU需要进行帧的封装和解封装,并与计算机的TCP/IP进行数据包交换;交换机上的网卡CU不需要进行帧的封装和解封装,而是直接从其他网卡获取到帧。
计算机网卡和交换机网卡对比
计算机网卡 | 交换机网卡 | |
组成结构 | CU(control unit,控制单元),OB(output buffer,输出缓存),IB(input buffer,输入缓存),LC(line coder,线路编码器),LD(line,decoder,线路解码器),TX(transmitter,发射器),RX(receiver,接收器) | CU(control unit,控制单元),OB(output buffer,输出缓存),IB(input buffer,输入缓存),LC(line coder,线路编码器),LD(line,decoder,线路解码器),TX(transmitter,发射器),RX(receiver,接收器) |
发送/转出数据(TX) | Data-tcp-ip-(cu-ob-lc -tx)-传输媒介,发送过程中CU会将TCP/IP的数据包分装成以太网帧。 | 交换机网卡CU直接从其他网卡CU获取帧然后传输给OB |
接收和转入数据(RX) | 物理媒介(RX-LD-IB-CU)-IP-TCP-DATA,接收过程中CU会对帧进行分析和处理:直接丢弃,或者丢帧去掉头部和尾部。 | CU从IB获取到帧,会对帧进行分析和处理,结果有3种:直接丢弃,或者被传递给本机其他网卡CU,或者复制N份,分别发送给本机其他N个网卡CU |