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网口扫盲一:网卡初步认识

网络适配器又称网卡或网络接口卡(NIC),英文名Network Interface Card.它是使计算机联网的设备.通常所说的网卡就是PC机和LAN网络适配器的连接.网卡(NIC) 插入计算机主板插槽,负责将用户要传输的数据转换为网络上其他设备能够识别的格式,通过网络介质传输.数据在计算机总线中并行传输,即数据并行传输,而在网络物理电缆中,数据以串行比特流传输,网卡承担串行数据和并行数据之间的转换.网卡在发送数据前要同接收网卡进行对话以确定最大可发送数据的大小,发送的数据量的大小,两次发送数据间的间隔,等待确认的时间,每个网卡在溢出前能承受的最大数据量和数据传输的速度.

其主要技术参数为带宽、总线、电气接口等.其基本功能是:从并行到串行数据转换、包装组装和拆卸、网络访问控制、数据缓存和网络信号.

网卡的主要工作原理:发送数据时, 计算机将要传输的数据并行写入网卡缓存,网卡编码要传输的数据(10M曼切斯特码用于以太网,1000M 以太网使用差分曼切斯特码), 串行发送到传输介质上.接收数据时, 则相反.

1. 网卡的基本结构

以最常见的PCI 以接口网卡为例,一张网卡主要由网卡组成 PCB 电路板、主芯片、数据汞、金手指(总线插槽接口) ,BOOTROM,EEPROM,晶振,RJ45接口、指示灯、固定片等,以及一些二极管、电阻电容等.网卡包括硬件和固件程序(只读存储器中的软件例程),该固件程序实现了逻辑链路控制和媒体访问控制,并记录了唯一的硬件地址mac地址,网卡上通常有缓存.中断网卡必须分配irq及基本i/o基本内存地址须设置基本内存地址(base memory address)和收发器(transceiver)

  1. 网卡控制芯片:网卡中最重要的部件是网卡控制中心,如电脑cpu,控制整个网卡的工作,负责传输和连接数据时的信号检测.早期的10/100Mbps双速网卡将使用两个控制芯片(单元)来控制两个不同速率环境下的操作,而目前更先进的产品通常只有一个芯片来控制两个速度.

常见的 10/100/1000M bps有自适应网卡芯片 Intel 的8254* 系列,Broadcom 的BCM57**系列,Marvell的 88E8001/88E8053/88E806*系列,Realtek的RTL8169S-32/64,RTL8110S-32/64(LOM),RTL8169SB,RTL8110SB(LOM) ,RTL8168(PCI Express) ,RTL8111(LOM,PCI Express) 系列,VIA 的VT612*系列等等.

  1. 晶体震荡器:负责生成网卡上所有芯片的计算时钟。其原理与主板上晶体冲击器相同。通常,网卡使用20或25hz晶体冲击器.使用62千兆网卡.5MHz或者125MHz晶振.
  2. boot rom插槽:如果没有特殊要求,网卡中的插槽处于空置状态.一般是和boot rom芯片的主要功能是通过服务器引导计算机进入操作系统.boot rom启动芯片,使计算机直接通过服务器启动,无需硬盘、软驱动和光驱,成为无硬盘、无软驱动的工作站.没有软驱动就无法输出数据,这样也可以达到资料保密的功能.同时,它还可以节省购买这些计算机部件的成本.在使用boot rom注意使用什么样的网络操作系统,通常有boot rom for nt,boot rom for unix,boot rom for netware等,boot rom自行购买启动芯片.
  3. eeprom:以前的老式网卡靠设置跳线或者dip开关来设定irq,dma和i/o port等值,现在网卡都是用软件设置的,跳线几乎看不见。.这个小数据存在于各种网卡的状态和网卡的信息中eeprom通过它自动设置.记录网卡芯片的供应商ID,子系 统供应商ID,网卡的MAC地址,网卡的一些配置,比如SMI总线上PHY的地址,BOOTROM的容量, 是否启用BOOTROM引导系统等
  4. 数据汞:这是消费水平PCI 数据汞也被称为网络变压器或网络隔离变压器.它在网卡上的作用主要有两个,一个是传输数据,它把 PHY 差分信号采用差模耦合线圈耦合滤波来增强信号,并通过电磁场的转换耦合到不同电平连接网线的另一端;一是隔离网线连接的不同网络设备之间的不同电平,防止不同电压通过网线传输损坏设备.此外,数据汞还可以对设备起到一定的防雷作用.
  5. rj-45和bnc接头: rj-45是以双绞线为传输媒介的网卡接口,100mbps最常用于网络.bnc是采用细同轴电缆作为传输媒介.
  6. 信号指示灯:网卡后面将有两到三个不同的信号灯,其功能是显示当前网络的连接状态,通常是tx和rx两个信息.tx代表正在发送信息,rx代表正在接收信息。如果看到两盏灯同时亮起,说明目前处于全双工的运行状态,也可以区分全双工的网卡是否处于全双工的网络环境中。.也有一些低速网卡只用一盏灯来表示信号,网络是否通过不同的灯光转换导通.
  7. WOL:会有一些网卡WOL的功能, WOL网络启动功能(wake on line).它可以通过另一台电脑发送到一个信息包,使用软件制作特殊格式wol功能网卡的电脑,而该网卡接收到这些特殊格式的信息包后,就会命令电脑打开电源,目前已有越来越多的网卡支持网络启动功能.

2. 网卡的分类

  • 传输速率可分为:

10Mbps网卡,100Mbps网卡,1000Mbps网卡,10GMbps网卡.目前常见的三种架构有10种baset,100basetx与base前两者是以rj-45双绞线为传输媒介,传输速率分别为10Mbps和100Mbps.双绞线又分了category 1至category 5五种规格,有不同的用途和频宽,category通常简称cat,只要使用cat所有于10/1000的双绞线mbps的网卡上.而10base2架构采用细同轴电缆作为传输介质,传输速率仅为10Mbps.这里提到的10Mbps或100Mbps它是指网卡上的最大传输速度,而不是网络上的实际传输速度,实际速度应考虑传输距离、线路质量、网络是否拥挤等因素。bps指每秒传输bit(1个byte=8个bit).而100Mbps它被称为高速以太网卡(fast ethernet),多为PCI/PCI-E接口.目前市场上的pci网卡多为10/100/1000Mbps自动切换功能,网络速度将根据网络连接环境自动调整.1000 Mbps以太网卡主要用于交换机或交换机与服务器之间的高速链路或backbone.

  • 接口类型可分为:

ISA接口网卡,PCI/ PCI-X/ PCI-E接口网卡,USB接口网卡和笔记本电脑专用PCMCIA接口.现在的ISA网卡接口均为16张bit总线宽度的特点是programmed i/o传输数据的模式必须通过cpu在i/o作为网卡和pc沟通管道,需要占用更高的cpu在传输大量数据时,利用率较差. PCI网卡接口为32bit采用总线频宽bus master数据传输方式,传输数据由网卡上的控制芯片控制,无需通过i/o端口和cpu,可大幅降低cpu目前产品占用率多为10/1000Mbps双速自动检测切换网卡.

  • 传输方式可分为:

半双工网卡,全双工网卡.半双工网卡不能同时接收和传输数据,如10base2使用细同轴电缆的网络架构为半双工网络,只能同时传输或接收数据,效率低.要使用全双工网络,必须使用双绞线作为传输线才能达到,而且还必须使用全双工集线器,要使用10base或100basetx网络架构,网卡当然是全双工产品.

  • 传输介质可分为:

rj-网卡和45双绞线bnc有两种同轴电缆,有些网卡同时有两个接头,可以适用于两种网线,但不能同时使用两个接头.此外,光纤接口网卡通常带宽1万 Mbps.

  • 其它网卡:

从网络传输的物理媒介上还有无线网卡,利用2.4GHz无线电波传输数据.目前ieee有两种规范802.11和802.11b,最高传输速率分别为2Mbps和11Mbps,接口有PCI,USB和PCMCIA几种.

标签: 双口网口连接器

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