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网卡上面装有处理器和存储器（包括RAM和ROM）。网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。而网卡和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。因此，网卡的一个重要功能就是要进行串行/并行转换。由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同，因此在网卡中装有对数据进行缓存的存储芯片。

网卡以前是作为扩展卡插到计算机总线上的，但是由于其价格低廉而且以太网标准普遍存在，大部分新的计算机都在主板上集成了网络接口。这些主板或是在主板芯片中集成了以太网的功能，或是使用一块通过PCI (或者更新的PCI-Express总线)连接到主板上的廉价网卡。除非需要多接口或者使用其它种类的网络，否则不再需要一块立的网卡。甚至更新的主板可能含有内置的双网络（以太网）接口。

在安装网卡时将管理网卡的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中。这个驱动程序以后就会告诉网卡，应当从存储器的什么位置上将局域网传送过来的数据块存储下来。网卡还要能够实现以太网协议。

网卡并不是立的自治单元，因为网卡本身不带电源而是使用所插入的计算机的电源，并受该计算机的控制。因此网卡可看成为一个半自治的单元。当网卡收到一个有差错的帧时，它就将这个帧丢弃。当网卡收到一个正确的帧时，它就使用中断来通知该计算机并交付给协议栈中的网络层。当计算机要发送一个IP数据包时，它就由协议栈向下交给网卡组装成帧后发送到局域网。

无线网卡的工作原理是微波射频技术，笔记本有WIFI、LTE等几种无线数据传输模式来上网，后者由移动网络运营商来实现，前者三大运营商有所参与，但大多主要是自己拥有接入互联网的WIFI基站（其实就是WIFI路由器等）和笔记本用的WIFI网卡。无线上网遵循802.11标准，通过无线传输，有无线接入点发出信号，用无线网卡接受和发送数据。

按照IEEE802.11协议，无线局域网卡分为媒体访问控制（MAC）层和物理层（PHY Layer）。在两者之间，还定义了一个媒体访问控制-物理（MAC-PHY）子层（Sublayers）。MAC层提供主机与物理层之间的接口，并管理外部存储器，它与无线网卡硬件的NIC单元相对应。