网络适配器(网卡)

网络适配器(网卡)

网络适​​配器（网卡）

网络适​​配器（网卡）的设计

网络适​​配器，也称为网卡。

网卡是一种计算机硬件，旨在允许计算机通过计算机网络进行通信。由于它具有MAC地址，因此属于OSI模型的物理层和数据链路层之间。它允许用户通过有线或无线方式相互连接。每个网卡都有一个唯一的 48 位序列号，称为 MAC 地址，该序列号写入卡上的 ROM 中。网络上的每台计算机都必须有一个唯一的 MAC 地址。生产的两个网卡都不具有相同的地址。这是因为电气和电子工程师协会 (IEEE) 负责为网络接口控制器（网卡）供应商分配唯一的 MAC 地址。

网卡配备有处理器和存储器（包括RAM和ROM）。计算机的硬件地址（MAC地址）位于网卡的ROM中。计算机的软件地址（IP地址）位于计算机的内存中。

实现串行/并行转换

网卡与局域网之间的通信是通过电缆或双绞线进行串行传输。网卡与计算机之间的通信是通过计算机主板上的I/O总线进行并行传输的。因此，网卡的一个重要功能就是进行串/并转换。由于网络上的数据速率与计算机总线上的数据速率不同，因此必须在网卡中安装缓存数据的存储芯片。

网卡过去作为扩展卡插入计算机总线，但由于其价格低廉以及以太网标准的普遍存在，大多数新型计算机在主板上都集成了网络接口。这些主板要么将以太网功能集成到主板芯片中，要么使用通过 PCI（或更新的 PCI 总线）连接到主板的廉价网卡。除非需要多个接口或使用其他类型的网络，否则不再需要单独的网卡。即使较新的主板也可能具有内置双网络（以太网）连接器。

网卡驱动程序

安装网卡时，计算机操作系统中必须安装管理网卡的设备驱动程序。该驱动程序稍后将告诉网卡从 LAN 传输的数据块应存储在内存中的哪个位置。网卡还必须能够实现以太网协议。

网卡实现数据链路层和物理层的功能

网卡在接收和发送各种帧时不使用计算机的CPU。

当网卡收到错误帧时，它会丢弃该帧，而不通知其所插入的计算机。当网卡接收到正确的帧时，它使用中断来通知计算机并将其传递到协议栈中的网络层。当计算机要发送IP数据包时，它从协议栈传递到网卡，组装成帧，发送到局域网。

混杂模式

该适配器还可以设置一种特殊的工作模式，即混杂模式。

混合模式（Mode）是指一台机器可以接收所有经过它的数据流，无论目的地址是否是他。它是相对于普通模式（也称为“非混合模式”）而言的。网络管理员用它来诊断网络问题，但也被未经身份验证的人用来窃听网络通信（其中可能包括密码和其他敏感信息）。混杂模式下的非路由节点通常只能监视同一冲突域（对于以太网和无线 LAN）内进出其他节点或环（对于令牌环或 FDDI）的流量，这就是网络交换采用混杂模式的原因恶意的意图。

混杂模式是接收所有经过网卡的数据包，包括未发送到本机的数据包。默认情况下，网卡只将发送到本机的数据包（包括广播数据包）传递给上层程序，其他所有数据包都被丢弃。简单来说，混合模式意味着网卡可以接受所有经过它的数据流，无论格式或地址如何。实际上，计算机收到数据包后，经过网络层的判断，决定是提交给上层（传输层）、丢弃还是提交给下层（数据链路层、MAC子层） ) 进行转发。简单来说，就是提供网卡的混杂模式来进行网络分析。

一般情况下，计算机网卡工作在非混杂模式下。此时网卡只接受目的地址指向自己的网口的数据。当网卡工作在混杂模式时，网卡会从接口捕获所有数据，并将其交给相应的驱动程序。网卡的混杂模式一般是网络管理员在分析网络数据时作为诊断网络故障的一种手段。同时，这种模式也被网络黑客作为窃听网络数据的切入点。 Linux操作系统中设置网卡混杂模式需要管理员权限。在操作系统和Linux操作系统中都有采用混合模式的抓包工具，比如著名的开源软件。

抓包工具

通常当需要使用抓包工具时，例如，capsa等，需要将网卡置于混杂模式并使用软件。是平台下的免费、公网接入系统。该项目的开发目的是为win32应用程序提供访问底层网络的能力。

对于广播集线器（Hub）来说，如果PC1、PC2、PC3连接到同一个Hub，当PC1向PC3发送数据包时，Hub会广播该数据包，因此PC2实际上可以看到该数据包，但一般情况下是这种情况，它会丢弃发送给PC3的数据包，但如果是混杂模式，PC2的网卡驱动程序不会丢弃该数据包，而是会将数据包发送给上层驱动程序和应用程序。