1．網卡的基本結構
一塊以太網網卡包括OSI模型的兩個層，物理層和數據鏈路層。物理層定義了數據傳送與接收所需要的電與光信號、線路狀態、時鐘基準、數據編碼和電路等，並向數據鏈路層設備提供標準接口。數據鏈路層則提供尋址機構、數據幀的構建、數據差錯檢查、傳送控制、向網絡層提供標準的數據接口等功能。以太網卡中數據鏈路層的芯片一般簡稱之爲MAC控制器，物理層的芯片我們簡稱之爲PHY。
2．MAC
首先我們來說說以太網卡的MAC的功能。以太網數據鏈路層其實包含MAC（介質訪問控制）子層和LLC（邏輯鏈路控制）子層。一塊以太網卡MAC芯片的作用不但要實現MAC子層和LLC子層的功能，還要提供符合規範的PCI界面以實現和主機的數據交換。
MAC從PCI總線收到IP數據包（或者其他網絡層協議的數據包）後，將之拆分並重新打包成最大1518Byte，最小64Byte的幀。這個幀裏面包括了目標MAC地址、自己的源MAC地址和數據包裏面的協議類型（比如IP數據包的類型用80表示）。最後還有一個DWORD(4Byte)的CRC碼。
可是目標的MAC地址是哪裏來的呢？這牽扯到一個ARP協議（介乎於網絡層和數據鏈路層的一個協議）。第一次傳送某個目的IP地址的數據的時候，先會發出一個ARP包，其MAC的目標地址是廣播地址，裏面說到：”誰是xxx.xxx.xxx.xxx這個IP地址的主人？”因爲是廣播包，所有這個局域網的主機都收到了這個ARP請求。收到請求的主機將這個IP地址和自己的相比較，如果不相同就不予理會，如果相同就發出ARP響應包。這個IP地址的主機收到這個ARP請求包後回覆的ARP響應裏說到：”我是這個IP地址的主人”。這個包裏面就包括了他的MAC地址。以後的給這個IP地址的幀的目標MAC地址就被確定了。
IP地址和MAC地址之間的關聯關係保存在主機系統裏面，叫做ARP表，由驅動程序和操作系統完成。在Microsoft的系統裏面可以用 arp -a 的命令查看ARP表。收到數據幀的時候也是一樣，做完CRC以後，如果沒有CRC效驗錯誤，就把幀頭去掉，把數據包拿出來通過標準的接口傳遞給驅動和上層的協議棧，最終正確的達到我們的應用程序。
3．PHY
以太網MAC芯片的一端接計算機PCI總線，另外一端就接到PHY芯片上。以太網的物理層又包括MII/GMII（介質獨立接口）子層、PCS（物理編碼子層）、PMA（物理介質附加）子層、PMD（物理介質相關）子層、MDI子層。而PHY芯片是實現物理層的重要功能器件之一，實現了前面物理層的所有的子層的功能。PHY在發送數據的時候，收到MAC過來的數據（對PHY來說，沒有幀的概念，對它來說，都是數據而不管什麼地址，數據還是CRC），每4bit就增加1bit的檢錯碼，然後把並行數據轉化爲串行流數據，再按照物理層的編碼規則（10Based-T的NRZ編碼或100based-T的曼徹斯特編碼）把數據編碼，再變爲模擬信號把數據送出去。收數據時的流程則相反。