按照我们较为常用的五层协议，网络由下向上分为物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层。
物理层：物理层主要定义了物理介质的机械、电气、光电特性。简单来说，物理层的实质就是规定"介质和信号"，介质就是比如网线、电缆、接线器的尺寸、形状等物理定义，信号即定义电缆的电压范围和电平表示何意的定义。只有物理层的网卡芯片叫PHY芯片。
数据链路层：数据链路层主要是提供两个功能，帧编码和误差纠正。帧编码即在数据包添加或者移除包括信息频率、位同步、源地址、目标地址以及其他控制信息，误差纠错是该层有纠错码来纠错和检错。在数据链路层的数据称为帧。以太网卡中数据链路层的芯片称为MAC控制器。常见的数据链路层主要协议有点对点协议（Point-to-Point Protocol)、以太网协议（Ethernet)等。
有的网卡PHY和MAC控制器是做在一起的，比如ENC08J60；有的网卡是单独的，比如stm32f429自身带MAC控制器，选用网卡时可以直接使用PHY芯片即可，如LAN8720A。