網絡編程入門教程01——網卡(MAC與PHY)

由於自己是首次接觸網絡編程,所以本專欄與其說是一個教程,不如說是學習分享。我的寫作目的是盡力簡潔有效生動地介紹網絡編程的內容,使看到本文章的入門讀者不至於望而卻步。

1. OSI七層網絡模型

在介紹本節的正式內容之前,寫給出OSI的七層網絡模型。
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今天要介紹的MAC和PHY分別屬於數據鏈路層(Date link)和物理層(Physical)。
知乎上有關於七層網絡模型的形象理解:https://www.zhihu.com/question/50901704
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2. 網卡

數據包必須是從一塊網卡,傳送到另一塊網卡。下圖就是大家平常經常說的網卡。通過PCI插槽插在電腦主板。
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如下圖是網卡的核心組件,分別有CPU(含DMA)、MAC、PHY。
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  • MAC: Media Access Control,即媒體訪問控制子層協議。發送數據的時候,MAC協議可以事先判斷是否可以發送,並給數據加一些控制信息;接收數據的時候,MAC協議判斷輸入的信息是否發生傳輸錯誤,如果沒有錯誤,則去掉控制信息發送至上層。
  • PHY:Physical layer。作用即傳輸比特流,對這個比特流是什麼東西不感知。
  • MII:Media Independent Interface,介質無關接口。可以適配不同廠商的MAC與PHY,兩者間的通信接口。
  • 由於CPU和MAC都是使用數字信號的,所以這兩者通常封裝在同一個芯片裏;而PHY由於使用模擬信號,所以單獨在一個芯片。
  • CPU起控制作用,可以通過總線配置MAC的寄存器,但是如果想配置PHY芯片的寄存器,只能通過MAC的MII接口進行。從下圖中也可以看出,MIIM有兩根線,串行配置:MDIO(數據線)和MDC(時鐘線)。
  • MAC芯片的數據通過DMA收發。
  • 我們經常聽說的MAC地址就是燒錄在網卡的EEPROM裏的,全球唯一ID,童叟無欺。
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3. 參考內容

還是那句話,本系列將不會講得太多太複雜(畢竟我也不懂哈哈哈)。提供給大家參考資料,若想詳細瞭解,可參考。

  1. 網口掃盲系列:https://www.cnblogs.com/jason-lu/articles/3196096.html
  2. Ethernet(以太網)之一 詳解 MAC、MII、PHY:https://blog.csdn.net/ZCShouCSDN/article/details/80090802
  3. MAC和PHY的關係: https://blog.csdn.net/suiyuan19840208/article/details/7815929
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