TCP/IP协议系统
1、网络访问层
网卡(network adapter),即网络接口板,又称网络适配器或NIC (网络接口控制器),是一块被设计用来允许计算机在计算机网络上进行通讯的计算机硬件,由处理器,存储器等部件组成。 网卡能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配,还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。
网络访问层与OSI模型
网络访问层位于TCP/IP协议栈的最底层
TCP/IP网络访问层大致对应于OSI的物理层和数据链路层。OSI的物理层负责把数据帧转化为适合于传输介质的比特流,也就是说,OSI 物理层管理和同步实际传输的电子或模拟脉冲。在接收端,物理层把这些脉冲重新组合为数据帧。
OSI数据链路层执行两个独立的任务,相应地划分为两个子层。
介质访问控制(MAC):这个子层提供与网络适配器连接的接口。实际上,网络适配器驱动程序通常被称为MAC驱动,而网卡在工厂固化的硬件地址通常被称为MAC地址。
逻辑链路控制(LLC):这个子层对经过子网传递的帧进行错误检查,并且管理子网上通信设备之间的链路。
网络体系
网络访问层包括如下一些体系。
IEEE 802.3(以太网):在大多数办公室和家庭使用的基于线缆的网络。
IEEE 802.11(无线网络):在办公室、家庭和咖啡厅使用的无线网络技术。
IEEE 802.16(WiMAX):用于移动通信长距离无线连接的技术。
点到点协议(PPP):Modem通过电话线进行连接的技术。
网络访问层以上的协议层不必关心硬件设计的问题。TCP/IP协议栈的设计保证了与硬件交互相关的细节都发生在网络访问层,使得TCP/IP能够工作于多种不同的传输介质。即网络访问层封装了传输介质的细节,使得协议栈的上层可以独立于硬件进行操作。
物理寻址
网络访问层需要把逻辑IP地址(通过协议软件来配置)与网络适配器的固定物理地址相关联。物理地址通常也被称为MAC地址,这是因为在OSI模型中,物理寻址是由介质访问控制(MAC)子层负责的。由于物理寻址系统是封装在网络访问层中的,所以地址可以根据网络体系规范采用不同的形式。
TCP/IP使用地址解析协议(ARP)和逆向地址解析协议(RARP)把IP地址关联到网络适配器的物理地址。ARP和RARP为用户提供的逻辑IP地址与局域网上使用的硬件地址建立了一个对应关系。
以太网
在典型的以太网上,全部计算机共享同一个传输介质。以太网使用称为载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)的方法,来判断计算机何时可以把数据发送到访问介质。通过使用 CSMA/CD,所有计算机都监视传输介质的状态,在传输之前等待线路空闲。如果两台计算机尝试同时发送数据,就会发生冲突,计算机就会停止发送,等待一个随机的时间间隔,然后再次尝试发送。