Eine LAN -Schnittstellenkarte (NIC) behandelt einen erheblichen Teil der Komplexität, die an der Rahmenübertragung und -empfang beteiligt sind. Hier ist eine Aufschlüsselung der Details:
Übertragung:
1. Rahmenvorbereitung:
* Datenverkapselung: Die NIC empfängt Datenpakete aus den höheren Ebenen des Netzwerkstapels (in der Regel die Netzwerkschicht - IP). Es enthält diese Daten in einem Datenverbindungsschichtrahmen. Dieser Frame enthält einen Header (mit Quell- und Ziel -MAC -Adressen, Rahmentyp usw.) und einem Anhänger (typischerweise eine Frame -Check -Sequenz oder FCS zur Fehlererkennung). Das spezifische Frame -Format hängt von der LAN -Technologie ab (z. B. Ethernet, Token -Ring usw.).
* Header/Anhänger hinzufügen: Die NIC fügt den Daten die erforderlichen Header- und Anhängerinformationen hinzu.
* Prüfsummenberechnung: Die NIC berechnet die FCS (Frame -Check -Sequenz), eine Prüfsumme, die zur Fehlererkennung am Empfangsende verwendet wird.
2. Medienzugriffskontrolle (MAC):
* Carrier Sense Multiple Access mit Kollisionserkennung (CSMA/CD) (Ethernet): Für Ethernet -Netzwerke hört die NIC vor der Übertragung das Netzwerkmedium (Kabel) an. Wenn das Medien beschäftigt ist (ein anderes Gerät sendet), wartet es. Wenn das Medien im Leerlauf ist, überträgt es. Wenn eine Kollision auftritt (zwei Geräte, die gleichzeitig übertragen werden), erkennt die NIC sie und verwendet einen Backoff -Algorithmus (z. B. exponentielle Backoff), um die Übertragung nach einer zufälligen Verzögerung erneut zu machen.
* Andere Mac -Methoden: Andere LAN -Technologien verwenden unterschiedliche MAC -Methoden. Zum Beispiel verwendet Token Ring einen Token-Passing-Mechanismus, um den Zugriff auf das Netzwerk zu steuern.
3. physische Codierung:
* Signalumwandlung: Die NIC wandelt die digitalen Rahmendaten in die entsprechenden elektrischen oder optischen Signale für die Übertragung über das physische Medium (z. B. Kupferkabel verdrehte Pair, Faserkabel). Dies beinhaltet die Codierung der Datenbits in ein geeignetes Format (z. B. Manchester -Codierung).
4. Übertragung:
* Senden des Rahmens: Die NIC überträgt die codierten Signale auf das Netzwerkkabel.
Empfang:
1. Signalempfang:
* Signale empfangen: Die NIC erhält vom Netzwerkkabel elektrische oder optische Signale.
2. Physikalisches Decodieren:
* Signalumwandlung: Die NIC wandelt die empfangenen Signale wieder in digitale Daten um.
3. Rahmenerkennung:
* MAC -Adressfilterung: Die NIC überprüft die Ziel -MAC -Adresse im Header des empfangenen Frame. Wenn die Ziel -MAC -Adresse mit einer eigenen MAC -Adresse übereinstimmt oder eine Broadcast/Multicast -Adresse ist, verarbeitet der NIC den Rahmen. Ansonsten verwaltet es den Rahmen.
4. Fehlererkennung:
* Überprüfung der Prüfsummen: Die NIC berechnet die FCS neu und vergleicht sie mit den im Anhänger des Rahmens erhaltenen FCS. Wenn es eine Nichtübereinstimmung gibt, zeigt dies einen Fehler an, und der Rahmen kann abgeworfen werden (oder eine erneut vom Protokoll angeforderte Übertragung).
5. Frame-Dekapsulation:
* Header/Anhänger entfernen: Die NIC entfernt den Header und den Anhänger aus dem empfangenen Rahmen und extrahiert das Originaldatenpaket.
6. Datenbereitstellung:
* Daten übergeben den Stapel: Die NIC übergibt das extrahierte Datenpaket an die höheren Ebenen des Netzwerkstapels (in der Regel die Netzwerkschicht) zur weiteren Verarbeitung und Bereitstellung an die entsprechende Anwendung.
Andere Überlegungen:
* Interrupts: Die NIC verwendet typischerweise Interrupts, um die CPU zu signalisieren, wenn ein Rahmen empfangen wurde oder wenn die Übertragung abgeschlossen ist.
* Pufferung: Die NIC verfügt über Puffer, um eingehende und ausgehende Frames vorübergehend zu speichern.
* Treibersoftware: Die NIC ist auf Treibersoftware innerhalb des Betriebssystems angewiesen, um ihre Funktionen zu verwalten und mit dem Rest des Netzwerkstapels zu interagieren.
* Netzwerkverwaltung: Die NIC könnte verschiedene Netzwerkverwaltungsfunktionen unterstützen, z. B. die Überwachung des Verbindungsstatus und die Erfindung der Statistiken.
Dies ist ein umfassender Überblick. Die spezifischen Details können je nach Art der LAN -Technologie und den Fähigkeiten der NIC geringfügig variieren.
