Een LAN-interfacekaart (NIC) verzorgt een aanzienlijk deel van de complexiteit die gepaard gaat met frametransmissie en -ontvangst. Hier is een overzicht van de details:
Transmissie:
1. Framevoorbereiding:
* Gegevensinkapseling: De NIC ontvangt datapakketten van de hogere lagen van de netwerkstack (meestal de netwerklaag – IP). Het kapselt deze gegevens in binnen een datalinklaagframe. Dit frame bevat een header (met bron- en bestemmings-MAC-adressen, frametype, enz.) en een trailer (die doorgaans een Frame Check Sequence of FCS bevat voor foutdetectie). Het specifieke frameformaat is afhankelijk van de LAN-technologie (bijv. Ethernet, Token Ring, enz.).
* Koptekst/trailer toevoegen: De NIC voegt de benodigde header- en trailerinformatie toe aan de gegevens.
* Checksum-berekening: De NIC berekent de FCS (Frame Check Sequence), een controlesom die wordt gebruikt voor foutdetectie aan de ontvangende kant.
2. Mediatoegangscontrole (MAC):
* Carrier Sense meervoudige toegang met botsingsdetectie (CSMA/CD) (Ethernet): Bij Ethernet-netwerken luistert de NIC naar de netwerkmedia (kabel) voordat deze verzendt. Als het medium bezet is (een ander apparaat zendt uit), wacht het. Als de media inactief zijn, zenden ze uit. Als er een botsing plaatsvindt (twee apparaten zenden tegelijkertijd uit), detecteert de NIC dit en gebruikt een backoff-algoritme (bijvoorbeeld exponentiële backoff) om de verzending na een willekeurige vertraging opnieuw te proberen.
* Andere MAC-methoden: Andere LAN-technologieën gebruiken andere MAC-methoden. Token Ring gebruikt bijvoorbeeld een token-passing-mechanisme om de toegang tot het netwerk te controleren.
3. Fysieke codering:
* Signaalconversie: De NIC zet de digitale framegegevens om in de juiste elektrische of optische signalen voor verzending via het fysieke medium (bijvoorbeeld getwiste koperen kabels, glasvezelkabels). Dit omvat het coderen van de databits in een geschikt formaat (bijvoorbeeld Manchester-codering).
4. Verzending:
* Het frame verzenden: De NIC verzendt de gecodeerde signalen naar de netwerkkabel.
Receptie:
1. Signaalontvangst:
* Signalen ontvangen: De NIC ontvangt elektrische of optische signalen van de netwerkkabel.
2. Fysieke decodering:
* Signaalconversie: De NIC zet de ontvangen signalen weer om in digitale gegevens.
3. Frameherkenning:
* MAC-adresfiltering: De NIC controleert het bestemmings-MAC-adres in de header van het ontvangen frame. Als het bestemmings-MAC-adres overeenkomt met zijn eigen MAC-adres of een broadcast/multicast-adres is, verwerkt de NIC het frame. Anders wordt het frame verwijderd.
4. Foutdetectie:
* Checksum-verificatie: De NIC herberekent de FCS en vergelijkt deze met de FCS die wordt ontvangen in de trailer van het frame. Als er sprake is van een mismatch, duidt dit op een fout en kan het frame worden weggegooid (of kan er een hertransmissie worden aangevraagd, afhankelijk van het protocol).
5. De-encapsulatie van het frame:
* Koptekst/trailer verwijderen: De NIC verwijdert de header en trailer van het ontvangen frame en extraheert het originele datapakket.
6. Gegevenslevering:
* Gegevens hogerop doorgeven: De NIC geeft het geëxtraheerde datapakket door aan de hogere lagen van de netwerkstack (meestal de netwerklaag) voor verdere verwerking en levering aan de juiste toepassing.
Andere overwegingen:
* Onderbreekt: De NIC gebruikt doorgaans interrupts om de CPU te waarschuwen wanneer een frame is ontvangen of wanneer de verzending is voltooid.
* Bufferen: De NIC beschikt over buffers om inkomende en uitgaande frames tijdelijk op te slaan.
* Stuurprogramma's: De NIC is afhankelijk van stuurprogrammasoftware binnen het besturingssysteem om zijn functies te beheren en te communiceren met de rest van de netwerkstack.
* Netwerkbeheer: De NIC ondersteunt mogelijk verschillende netwerkbeheerfuncties, zoals het monitoren van de verbindingsstatus en het verzamelen van statistieken.
Dit is een uitgebreid overzicht. De specifieke details kunnen enigszins variëren, afhankelijk van het type LAN-technologie en de mogelijkheden van de NIC. |