在最后一篇文章中,我们介绍了两种以太网线和信息模块的具体生产方法。从本文开始,我们将正式接触网络设备。首先来了解一下最基础的网络设备——网卡。要建立一个网络,选择合适的网卡是非常重要的。因此,本文详细介绍了网卡硬件的知识,包括网卡的购买。下一篇文章将详细介绍网卡的软硬件安装和配置。
一、网卡分类
随着计算机网络技术的快速发展,为了满足各种应用环境和应用水平的需求,出现了许多不同类型的网卡,网卡的划分标准也出现了多样化。让我们浏览市场上主流的网卡分类。
1. 按总线接口类型划分
根据网卡的总线接口类型,我们一般可以分为早期阶段ISA接口网卡、PCI接口网卡。目前在服务器上PCI-X总线接口类型的网卡也开始应用。笔记本电脑使用的网卡是PCMCIA接口类型。
(1)ISA总线网卡
这是上世纪80年代末90年代末早期的接口类型网卡 年代初期几乎所有内置板板卡都是采用ISA直到20世纪90年代末,总线接口类型还有一些这样的网卡。当然,这种总线接口不仅用于网卡,也用于现在的网卡PCI同样的接口也广泛应用于所有内置板卡,包括网卡、显卡、声卡等。
ISA由于总线接口I/O随着上世纪90年代初的缓慢速度,PCI总线技术的出现很快就被淘汰了。目前市场上基本看不到。ISA总线网卡。然而,最近出现了一种复古现象,即一些品牌的最新现象i865系列芯片组主板实际上提供了几个ISA插槽,真是令人费解!
图1是一款ISA总线网卡示意图。从图中可以看出,它的金手指相对较长PCI接口也是如此,只有一个缺口位,但这个缺口位离两端的距离比PCI接口金手指的缺口要长得多。
(2)PCI总线网卡
这种总线类型的网卡在目前的台式机上很常见,也是目前最主流的网卡接口类型。因为它的I/O速度远比ISA总线网卡快(ISA最高仅为33MB/s,而目前的PCI 2.2标准32位的PCI接口数据的最高传输速度为133MB/s),因此,这种总线技术出现后,很快就取代了原来的老式技术ISA总线。它通过网卡带来的两个指示灯的颜色来初步判断网卡的工作状态。目前能在市面上买到的网卡基本上是这种总线类型的网卡,一般的PC机器和服务器也提供了几个PCI总线插槽基本能满足常见需求PCI安装适配器(包括显示卡、声卡等。,不同的产品使用不同数量的金手指)。目前主流的PCI规范有PCI2.0、PCI2.1和PCI2.2三种,PC机上用的32位PCI网卡,三个接口标准的网卡外观基本相同(主板上PCI插槽也是如图2所示)。64位服务器PCI网卡的外观与32位有很大的不同,主要体现在金手指的长度,如图3所示。
(3)PCI-X总线网卡
这是服务器开始使用的最新网卡类型,与原始类型相比PCI相比在I/O速度翻了一倍,比PCI接口具有更快的数据传输速度(2.最高版本为266MB/s传输速率)。目前这种总线类型的网卡在市面上还很少见,主要是由服务器生产厂商随机独家提供,如在IBM它的踪迹可以在X系列服务器中看到。PCI-X网卡的总线接口一般为32位总线宽度,也有64位数据宽度。32位PCI、64位PCI和PCI-X总线网卡的外观比较如图4所示。
但目前正在遭受Intel新总线标准PCI-Express排挤是否最终流行还不得而知,因为原因Intel提出,由PCI-SIG(PCI特殊兴趣组织)颁布的PCI-Express在速度和结构上都比较PCI-X总线要强得多。目前Intel的i875P芯片组已提供对PCI-Express在总线的支持下,一些专家预计将在明年年底逐步推广这一新的总线接口。它将取代PCI和现行的AGP接口,最终实现内部总线接口的统一。
(4)PCMCIA总线网卡
这种总类型的网卡是专门用于笔记本电脑的。它受到笔记本电脑空间的限制,体积远不可能像PCI接口网卡这么大。随着笔记本电脑的日益普及,这种总线网卡在市场上很常见,很容易找到,现在生产这种总线网卡的制造商比以前多得多。PCMCIA总线分为两类,一类为16位PCMCIA,另一种是32位CardBus。
CardBus用于笔记本电脑的新型高性能PC卡总线接口标准就像广泛应用于台式计算机一样PCI总线一样。总线标准和原始标准PC与卡标准相比,卡标准具有以下优第一,32位数据传输和33位数据传输MHz操作。CardBus快速以太网PC卡的最大吞吐量接近90 Mbps,16位快速以太网PC卡仅能达到20-30 Mbps。二是总线独立。使PC卡可以独立于主CPU,直接与计算机内存交换数据CPU可以处理其他任务。第三,3.3V供电,低功耗。提高电池寿命,减少计算机内部的热扩散,增强系统的可用性*性。第四,后向与16位兼容PC卡。老式以太网和Modem设备的PC卡片是可以插的CardBus使用插槽。
图5显示了一个16位的模型PCMCIA网卡和32位CardBus笔记本电脑网卡示意图。
(5)USB接口网卡
作为一种新型的总线技术,USB(Universal Serial Bus,鼠标、键盘、打印机、扫描仪已广泛应用于通用串行总线Modem、扬声器等设备。由于其传输速率远大于传统的并行口和串行口,设备安装简单,支持热插拔。USB一旦设备被访问,它可以立即被计算机识别,并安装任何所需的驱动程序,并立即投入使用,而无需重新启动系统。当你不再需要一个设备时,你可以随时拔掉它,并将另一个新设备插入端口。然后,新设备也可以立即确认并立即开始工作,因此越来越受到制造商和用户的喜爱。USB这种通用接口技术不仅广泛应用于一些外部设备,如Modem、在网卡中,打印机、数码相机等也不例外。图6所示为D-Link DSB-650TX USB接口网卡示意图。
2. 按网络接口划分
除网卡的总线接口类型外,我们还可以根据网卡的网络接口类型进行划分。网卡最终必须与网络连接,因此必须有一个接口,使网线通过其与其他计算机网络设备连接。不同的网络接口适用于不同类型的网络。目前,以太网是常见的接口RJ-45接口,细同轴电缆BNC接口和粗同轴电AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。此外,一些网卡提供两种或多种接口,以适用于更广泛的应用环境。例如,一些网卡将同时提供RJ-45、BNC接口或AUI接口。
(1). RJ-45接口网卡
这是最常见的网卡,也是应用最广泛的接口网卡,主要是由于双绞线以太网的普及。因为这种RJ-45接口类型的网卡用于以双绞线为传输介质的以太网,其接口类似于常见的电话接口RJ-11,但RJ-45为8芯线,电话线接口为4芯线,通常只连接2芯线(ISDN电话线接4芯线)。网卡上还有两个状态指示灯,可以初步判断网卡的工作状态,如图7所示RJ-网卡示意图45接口。
图7显示了台式机使用的台式机PCI总线类型RJ-45以太网卡,笔记本专用PCMCIA由于其结构限制,总线接口的网卡通常不直接提供RJ-45接口由转接线提供,如图8左图所示,是笔记本专用的PCMCIA双绞线以太网卡和转接线。不过也有一些PCMCIA笔记本专用网卡直接提供RJ-45以太网卡,如图8右图所示。
(2)BNC接口网卡
该接口网卡用于以同轴电缆为传输介质的以太网或令牌网络。目前,这种接口类型的网卡很少,主要是因为以同轴电缆为传输介质的网络很少。图9显示了两个总线接口ISA和PCI的BNC接口网卡。
(3)AUI接口网卡
这种接口类型的网卡用于以粗同轴电缆为传输介质的以太网或令牌网。目前,这种接口类型的网卡很少见,因为以粗同轴电缆为传输介质的网络越来越少。
(4)FDDI接口网卡
适用于此接口的网卡FDDI网络中,这种网络具有100Mbps带宽,但它使用的传输介质是光纤,所以这个FDDI接口网卡的接口也是光模接口。随着快速以太网的出现,其速度优势已经不复存在,但昂贵的光纤作为传输介质的缺点并没有改变,因此目前也非常罕见。
(5)ATM接口网卡
该接口类型的网卡用于应用ATM在光纤(或双绞线)网络中。它能提供物理传输速度155Mbps,图10不同于两个接口。MMF-SC 光接口 或RJ45电接口 )的ATM网卡产品示意图。
3. 按带宽划分
随着网络技术的发展,网络带宽也在不断改进,但不同带宽的网卡应用环境也不同,当然,价格也完全不同,因此有必要进一步了解网卡的带宽。
目前主流网卡有10张Mbps网卡、100Mbps以太网卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡,10000Mbps兆以太网卡四种。
(1)10Mbps网卡
10Mbps网卡主要是比较老式、低档的网卡。它的带宽限制在10Mbps,这在当时的ISA总线类型的网卡中较为常见,目前PCI总线接口类型的网卡中也有一些是10Mbps网卡,不过目前这种网卡已不是主流。这类事宽的网卡仅适应于一些小型局域网或家庭需求,中型以上网络一般不选用,但它的价格比较便宜,一般仅几十元。
(2)100Mbps网卡
100Mbps网卡在目前来说是一种技术比较先进的网卡,它的传输I/O带宽可达到100Mbps,这种网卡一般用于骨干网络中。目前这种带宽的网卡在市面上已逐渐得到普及,但它的价格稍贵,一些名牌的此带宽网卡一般都要几百元以上。注意一些杂牌的100Mbps网卡不能向下兼容10Mbps网络。
(3)10Mbps/100Mbps网卡
这是一种10Mbps和100Mbps两种带宽自适应的网卡,也是目前应用最为普及的一种网卡类型,最主要因为它能自动适应两种不同带宽的网络需求,保护了用户的网络投资。它既可以与老式的10Mbps网络设备相连,又可应用于较新的100Mbps网络设备连接,所以得到了用户普遍的认同。这种带宽的网卡会自动根据所用环境选择适当的带宽,如与老式的10Mbps旧设备相连,那它的带宽就是10Mbps,但如果是与100Mbps网络设备相连,那它的带宽就是100Mbps,仅需简单的配置即可(也有不用配置的)。也就是说它能兼容10Mbps的老式网络设备和新的100Mbps网络设备。
(4)1000Mbps以太网卡
千兆以太网(Gigabit Ethernet)是一种高速局域网技术,它能够在铜线上提供1Gbps的带宽。与它对应的网卡就是千兆网卡了,同理这类网卡的带宽也可达到1Gbps。千兆网卡的网络接口也有两种主要类型,一种是普通的双绞线RJ-45接口,另一种是多模SC型标准光纤接口,图11所示的是这两种网卡产品示意图。
4. 按网卡应用领域来分
如果根据网卡所应用的计算机类型来分,我们可以将网卡分为应用于于工作站的网卡和应用于服务器的网卡。前面所介绍的基本上都是工作站网卡,其实通常也应用于普通的服务器上。但是在大型网络中,服务器通常采用专门的网卡。它相对于工作站所用的普通网卡来说在带宽(通常在100Mbps以上,主流的服务器网卡都为64位千兆网卡)、接口数量、稳定性、纠错等方面都有比较明显的提高。还有的服务器网卡支持冗余备份、热拨插等服务器专用功能。64位服务器PCI网卡可参见图3所示。
好了,讲到这里,网卡的分类就基本上介绍完了,另外还有一些非主流分类方式,如因为现在出现一种无线连接的网络技术,如最近热门的无线网卡,图12左图所示的是一款用于笔记本电脑的无线网卡,其实它还有一种是用于台式机上的PCI接口的无线连接网卡
二、网卡的选购
网卡看似一个简单的网络设备,它的作用却是决定性的。加上目前网卡品牌、规格繁多,稍不留意,很可能所购买的网卡根本就用不上,或者质量太差,用得根本就不称心。如果网卡性能不好,其它网络设备性能再好也无法实现您预期的效果。本文就要向大家介绍在选购网卡时要注意的几个方面:
1. 网卡的材质和制作工艺
网卡属于电子产品,所以它与其它电子产品一样,它的制作工艺也主要体现在焊接质量、板面光洁度。另一方面是就是网卡的板材了,相当于电子产品的元器件材质,可想而知板材的重要性。目前比较好一点的板材通常采用喷锡板,而劣质网卡在电路板选材上选用非喷锡板材(当然更不会是镀金板材了,通常就是直接清洗的铜板颜色也是黄的,通常叫画金板)。这一点在电路板露出板材之处可以明显的用肉眼区分开来,喷锡板板材裸露部分为白色,而劣质网卡为×××。优质网卡的电路板焊点大小均匀,焊脚干净,焊接质量良好;而一般网卡会出现堆焊或虚焊等现象,焊接点看上去很不均匀,有时可以看见细小的气眼。还有要看一下网卡的布线,这一点对于非专业的人士来说恐怕比较困难,但对于有一点电子知识的人来说应是非常容易看出来的。一般为了取得理想的数据传输效果,减少数据传输的不安全因素,网卡在布线方面应作充分的优化,通过合理的设计缩短各个线路长度的差别和过孔的数量,同时因为网卡上大部分走线为信号线,在布线上遵循信号线和地线之间回路面积最小的原则,大大减小了信号之间串扰的可能性。劣质网卡在布线上常常不合理,线路的长度差距很大,而且过孔数量较多,这样的网卡容易造成信号传输的偏差,可*性很差,而且会影响到系统的稳定性。
还有一点就是网卡所采用的晶振,好一点的网卡通常采用高精度的SKO25MHz的晶振,这样可*保证了数据传输的精确同步性,大大减少了丢包的可能性。并且在线路的设计上尽量使晶振*近主芯片,使信号走线的长度大大缩短,可*性进一步增加。而劣质网卡选用的晶振体积很小,这样因频率的准确性不高,极易造成传输过程中的数据丢包的情况。
再次,网卡上的元器件因网卡体积本身较小,所以除了电解电容以及高压瓷片电容以外的其它阻容器件应全部采用SMT贴片式元件,贴片元件比插件的可*性要高出许多。而且电路的体积大大减小,使散热效果更加理想。最重要的一点是贴片元件在焊接工艺采用贴片机波峰焊接,从而使焊点的质量有非常可*的保证。在电解电容的使用上,就全部采用Canicen耐热105度以上的铝电解电容,只有这样才能充分满足各种滤波环境的需要,使其性能更加卓越。
最后就是板材的面积选择了,很多网卡为了降低成本,选用了12cm*4cm以下的小号电路板(质量较好的应选用12cm*6cm的大板),这在很大程度上影响了整个网卡在布局上的合理性,很容易导致为节约成本而牺牲稳定性的恶果。还有网卡金手指就选用镀钛金,这样保证了反复插拔时的可*接触。同时,信号走线转弯处使用45度角,节点处为圆弧型设计,既增大了自身的抗干扰能力,又可减少对其他设备的干扰;而劣质网卡金手指大多采用非镀钛金,节点也为直角转折,影响信号传输的性能。
2. 选择恰当的品牌
如果您是为较大型的企业网络购买网卡,我建议网卡的选择不应贪图便宜,随便购几十元一块的网卡,最好购买信誉较好的名牌产品。当然这里所指的名牌,也并不是说一定要买3COM、Intel、D-Link、Accton之类的一线大牌,国产较好信誉的品牌也是不错的选择,如实达、TP-Link、D-link等。因为网卡现在已是低技术含量的网络产品,其实普通网卡各大品牌所采用的技术也差不多,只不过体现在制作工艺上,现在国产一些知名的厂商也在这方面做得比较好,可以放心选购,这样会比国外大牌要便宜许多。
由于网卡种类繁多,不同类型的网卡它的使用环境可能是不一样的。因此,大家在选购网卡之前,最好应明确所选购网卡使用的网络及传输介质类型、与之相连的网络设备带宽等情况。目前在市场上的网卡根据连接介质的不同,基本上可以分为粗缆网卡(AUI接口)、细缆网卡(BNC接口)及双绞线网卡(RJ45接口)。如果是以双绞线为传输介质的则要选用RJ-45接口类型的网卡;如果传输介质是细同轴电缆的则要选用BNC接口类型的网卡;如果是采用粗同轴电缆的话则要求选用AUI接口的网卡。还有FDDI接口类型的网卡、ATM接口类型的网卡,它们分别是用于对应的网络,这一点可以参见前面的网卡的分类介绍
网卡除了按上面接口来划分外还有带宽的不同,基本上可分为10M网卡、100M网卡、10/100M自适应网卡和1000M网卡。一般个人用户和家庭组网时因传输的数据信息量不是很大,主要选择10M和10M/100M自适应网卡。不过现在市场上10M网卡开始逐步被淘汰,而10M/100M自适应网卡由于采用了"自动协商"管理机制,可以根据相联网卡的速率自动设定网卡速度,因而可升级性较强,因此这种10M/100M自适应网卡在目前的网卡市场中占有很大的市场份额;再者在价格方面两者相差甚微。如果局域网传输信息量很大或者考虑到以后的升级,100M网卡是一个不错的选择,而且它也是以后发展的必然趋势。只是要注意的一点是与网卡相联的各网络设备在速度参数方面必须保持兼容才能正常工作。
由于网卡是要插在计算机的插槽中的,这就要求所购买的网卡总线类型必须与装入机器的总线相符。总线的性能直接决定从服务器内存和硬盘向网卡传递信息的效率。与CPU一样,影响硬件总线性能的因素也有两个:数据总线的宽度和时钟速度。网卡按总线类型,可以分为PCI网卡、ISA网卡、EISA网卡及服务器PCI-X总线网卡。因16位总线的ISA插槽在目前新计算机主板上已经基本不见了,所以根本就没必要选择ISA接口的(事实上除了二手的,市场上基本上没有ISA接口的);目前主流的是PCI接口的。如果要细分的话,还可查看网卡所支持的PCI总线标准版本,PCI最新版本为PCI 2.2,当然是版本越高,性能越好。
为了能使选择的网卡与计算机协同高效地工作,我们还必须根据使用环境来选择合适的网卡。例如,如果我们购买了一块价格昂贵、功能强大、速度快捷的网卡,安装到一台普通的工作站中,可能就发挥不了多大作用,这样就给资源造成了很大的浪费和闲置。相反,如果在一台服务器中,安装一只性能普通、传输速度低下的网卡,这样很容易会产生瓶颈现象,从而会抑制整个网络系统的性能发挥。因此,大家在选用时一定要注意应用环境,比如服务器端网卡由于技术先进,价钱会贵很多,为了减少主CPU占有率,服务器网卡应选择带有自高级容错、带宽汇聚等功能,这样服务器就可以通过增插几块网卡提高系统的可*性。此外,如果要在笔记本中安装网卡的话,我们最好要购买与计算机品牌相一致的专用网卡,这样才能最大限度地与其它部件保持兼容,并发挥最佳性能。
本篇主要介绍了网卡的一些基本分类和选购注意事项,下一篇将具体介绍网卡的软、硬件安装与配置,这也是网络组建所必须掌握的最基本技能。