电脑通过网线传输数据(网线如何传递数据)

大家都知道计算机存储了一堆由01组成的二进制码，那么计算机是如何传输这些数字信号的呢？

计算机只有一根网线与外界相连，网线相连的地方叫网卡，其作用是将计算机的数字信号转换成光电信号发送出去。要知道电脑是如何传输数据的，首先要知道网卡是如何工作的。

计算机生成的数据包只是存储在内存中的一串数字信息，没有办法直接发送给对方。因此，我们必须将数字信息转换成电信号或光信号，然后才能在网络电缆或光纤上传输。

负责这种转换的设备叫网卡，但是网卡不能单独工作。要控制网卡，你需要网卡驱动。想必大家买新电脑第一件事就是装系统，然后才是驱动。这里的驱动包括网卡、显卡、键盘鼠标驱动等。如果没有网卡驱动，网卡就无法工作，也就是上不了网。同样，如果没有显卡启动，你的电脑什么也显示不出来。

不同厂商的网卡结构不同，所以网卡的驱动也是各大网卡厂商开发的专门应用。

网卡的内部结构如下:

网卡上电后并不开始工作，而是和其他硬件一样需要初始化。电脑启动操作系统后，网卡驱动会初始化硬件，网卡才能进入工作状态。

网卡内部有一个世界上唯一的地址叫MAC地址，是网卡生产的时候写的。这个地址不能修改，因为是写在ROM里的，ROM是只读存储器，但是可以在Windows系统下模拟修改成其他MAC地址。

网卡中存储的MAC地址将由网卡驱动程序读取并分配给MAC模块。网卡驱动从IP模块获取数据包后，会将其复制到网卡中的缓冲区。然后，MAC模块将从缓冲区中取出数据包，在开头添加报头和起始帧分隔符，并在结尾添加帧校验序列以进行错误检测，如下所示:

报头是一个比特序列，比如10101010…1和0交替出现，长度为56比特。它的作用是决定包的读取时机。

当1010的这些位序列转换成电信号时，就会形成如下图这样的波形。当接收器接收到信号时，遇到这样的波形就可以判断读取数据的时机。

用电信号表示数字信息时，我们需要让0和1位分别对应特定的电压和电流。例如，像下图这样的电信号可以表达数字信息。

通过电信号读取数据的过程就是把这种对应关系反过来。也就是说，通过测量信号中的电压和电流变化，恢复0和1位的值。

添加头等一系列数据后，我们就可以通过网线发送数据包了。发送信号有两种操作，一种是使用hub的半双工模式，一种是使用switch的全双工模式。

什么是半双工？什么是全双工？半双工是指只有一方可以发送，同时一方可以接收。在全双工模式下，发送方和接收方可以同时发送数据。

然后，MAC模块将来自报头的数字信息转换成电信号，并通过PHY或MAU的信号收发模块发送出去。这里，数字信息转换成电信的速率就是网络的传输速率。比如10 Mbit的数字信息转换成电信号每秒发送出去，速率就是10 Mbit/s。

接下来，PHY(MAU)模块会将信号转换成可以在网线上传输的格式，并通过网线发送出去。

以太网规范规定了不同类型和速率的网线及其对应的信号格式，但MAC模块并不在乎这些差异。而是将可以转换成任何格式的通用信号发送到PHY(MAU)模块，然后由PHY(MAU)模块将其转换成可以在网线上传输的格式。

这就是把网卡包转换成电信号并发送出去的过程的结束。有兴趣进一步了解请关注我。

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