加上报头、起始帧分界符和FCS之后，就可以将包通过网线发送出去了。发送信号的操作分为两种，一种是使用集线器的半双工模式，另一种是使用交换机的全双工模式。

发送和接收同时并行的方式叫作“全双工”，相对地，某一时刻只能进行发送或接收其中一种操作的叫作“半双工”。

在半双工模式中，为了避免信号碰撞，首先要判断网线中是否存在其他设备发送的信号。如果有，则需要等待该信号传输完毕，因为在有信号时再发送一组信号，两组信号就会发生碰撞。当之前的信号传输完毕，或者本来就没有信号在传输的情况下，就可以开始发送信号了。

首先，MAC模块从报头开始将数字信息按每个比特转换成电信号，然后由PHY，或者叫MAU的信号收发模块发送出去。将数字信息转换为电信号的速率是网络的传输速率，例如每秒将10 Mbit的数字信息转换为电信号发送出去，则速率就是10 Mbit/s。

根据以太网信号方式的不同，有些地方叫MAU（Medium Attachment Unit，介质连接单元），有些地方叫PHY（Physical Layer  Device，物理层装置）。在速率为100 Mbit/s以上的以太网中都叫PHY。

接下来，PHY（MAU）模块会将信号转换为可在网线上传输的格式，并通过网线发送出去。以太网规格中对不同的网线类型和速率及其对应的信号格式进行了规定，但MAC模块并不关心这些区别，而是将可转换为任意格式的通用信号发送给PHY（MAU）模块，然后PHY（MAU）模块再将其转换为可在网线上传输的格式。

汇总下，网卡的MAC模块生成通用信号，然后由PHY（MAU）模块转换成可在网线中传输的格式，并通过网线发送出去。

PHY（MAU）的职责并不是仅仅是将MAC模块传递过来的信号通过网线发送出去，它还需要监控接收线路中有没有信号进来。在开始发送信号之前，需要先确认没有其他信号进来，这时才能开始发送。如果在信号开始发送到结束发送的这段时间内一直没有其他信号进来，发送操作就成功完成了。

根据以太网的规格，两台设备之间的双绞线网线不能超过100米(如果采用光纤则可以更长，而且错误率不会上升)，在这个距离内极少会发生错误，万一发生错误，协议栈的TCP也会负责搞定，因此在发送信号时没有必要检查错误。

在发送信号的过程中，接收线路不应该有信号进来，但情况并不总是尽如人意，有很小的可能性出现多台设备同时进行发送操作的情况。如果有其他设备同时发送信号，这些信号就会通过接收线路传进来。

在使用集线器的半双工模式中，一旦发生这种情况，两组信号就会相互叠加，无法彼此区分出来，这就是所谓的信号碰撞。这种情况下，继续发送信号是没有意义的，因此发送操作会终止。为了通知其他设备当前线路已发生碰撞，还会发送一段时间的阻塞信号，然后所有的发送操作会全部停止。

阻塞信号：以太网中发生碰撞时，为了告知所有设备而发送的一种特殊信号。

等待一段时间之后，网络中的设备会尝试重新发送信号。但如果所有设备的等待时间都相同，那肯定还会发生碰撞，因此必须让等待的时间相互错开。等待时间是根据MAC地址生成一个随机数计算出来的。

当网络拥塞时，发生碰撞的可能性就会提高，重试发送的时候可能又会和另外一台设备的发送操作冲突，这时会将等待时间延长一倍，然后再次重试。以此类推，每次发生碰撞将等待时间延长一倍，最多重试10次，如果还是不行就报告通信错误。

另一种全双工模式中，发送和接收可以同时进行，不会发生碰撞。因此，全双工模式中不需要像半双工模式这样考虑这么多复杂的问题，即便接收线路中有信号进来，也可以直接发送信号。

本文摘取自周自恒翻译的户根勤编写的《网络是怎样连接的》