网口扫盲一:网卡初步认识
網絡適配器又稱網卡或網絡接口卡(NIC),英文名Network Interface Card.它是使計算機聯網的設備.平常所說的網卡就是將PC機和LAN連接的網絡適配器.網卡(NIC) 插在計算機主板插槽中,負責將用戶要傳遞的數據轉換為網絡上其它設備能夠識別的格式,通過網絡介質傳輸.數據在計算機總線中傳輸是并行方式即數據是肩并肩傳輸的,而在網絡的物理纜線中說數據以串行的比特流方式傳輸的,網卡承擔串行數據和并行數據間的轉換.網卡在發送數據前要同接收網卡進行對話以確定最大可發送數據的大小,發送的數據量的大小,兩次發送數據間的間隔,等待確認的時間,每個網卡在溢出前所能承受的最大數據量,數據傳輸的速度.
它的主要技術參數為帶寬,總線方式,電氣接口方式等.它的基本功能為:從并行到串行的數據轉換,包的裝配和拆裝,網絡存取控制,數據緩存和網絡信號.
網卡的主要工作原理:發送數據時, 計算機把要傳輸的數據并行寫到網卡的緩存,網卡對要傳輸的數據進編碼(10M以太網使用曼切斯特碼,100M 以太網使用差分曼切斯特碼), 串行發到傳輸介質上.接收數據時, 則相反.
1. 網卡的基本構造
以最常見的PCI 接口的網卡為例,一塊網卡主要由 PCB 線路板,主芯片,數據汞,金手指(總線插槽接口) ,BOOTROM,EEPROM,晶振,RJ45接口,指示燈,固定片等等,以及一些二極管,電阻電容等組成.網卡包括硬件和固件程序(只讀存儲器中的軟件例程),該固件程序實現邏輯鏈路控制和媒體訪問控制的功能,還記錄唯一的硬件地址即mac地址,網卡上一般有緩存.網卡須分配中斷irq及基本i/o端口地址,同時還須設置基本內存地址(base memory address)和收發器(transceiver)
常見的 10/100/1000M bps自適應網卡芯片有 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.
2. 網卡的分類
- 以傳輸速率可分為:
10Mbps網卡,100Mbps網卡,1000Mbps網卡,10GMbps網卡.目前常見的三種架構有10baset,100basetx與base2,前兩者是以rj-45雙絞線為傳輸媒介,傳輸速率分別為10Mbps和100Mbps.而雙絞線又分為category 1至category 5五種規格,分別有不同的用途以及頻寬,category通常簡稱cat,只要使用cat5規格的雙絞線皆可用于10/100mbps的網卡上.而10base2架構則是使用細同軸電纜作為傳輸媒介,傳輸速率只有10Mbps.這里提到的10Mbps或100Mbps是指網卡上的最大傳送速率,而并不等于網絡上實際的傳送速度,實際速度要考慮到傳送的距離,線路的品質,和網絡上是否擁擠等因素,這里所談的bps指的是每秒傳送的bit(1個byte=8個bit).而100Mbps則稱為高速以太網卡(fast ethernet),多為PCI/PCI-E接口.當前市面上的pci網卡多具有10/100/1000Mbps自動切換的功能,會根據所在的網絡連線環境來自動調節網絡速度.1000 Mbps以太網卡多用于交換機或交換機與服務器之間的高速鏈路或backbone.
- 以接口類型可分為:
ISA接口網卡,PCI/ PCI-X/ PCI-E接口網卡,USB接口網卡和筆記本電腦專用的PCMCIA接口.現在的ISA接口的網卡均采用16bit的總線寬度,其特性是采用programmed i/o的模式傳送資料,傳送數據時必須通過cpu在i/o上開出一個小窗口,作為網卡與pc之間的溝通管道,需要占用較高的cpu使用率,在傳送大量數據時效率較差. PCI接口的網卡則采用32bit的總線頻寬,采用bus master的數據傳送方式,傳送數據是由網卡上的控制芯片來控制,不必通過i/o端口和cpu,可大幅降低cpu的占用率,目前產品多為10/100Mbps雙速自動偵測切換網卡.
- 以傳輸方式可分為:
半雙工網卡,全雙工網卡.半雙工網卡無法同一時間內完成接收與傳送數據的動作,如10base2使用細同軸電纜的網絡架構就是半雙工網絡,同一時間內只能進行傳送或接收數據的工作,效率較低.要使用全雙工的網絡就必須要使用雙絞線作為傳輸線才能達到,并且也要搭配使用全雙工的集線器,要使用10base或100basetx的網絡架構,網卡當然也要是全雙工的產品.
- 以傳輸介質可分為:
rj-45雙絞線的網卡與bnc的同軸電纜兩種,有的網卡同時具有兩種接頭,可適用于兩種網絡線,但無法兩個接頭同時使用.另外還有光纖接口的網卡,通常帶寬在1000 Mbps.
- 其它網卡:
從網絡傳輸的物理媒介上還有無線網卡,利用2.4GHz的無線電波來傳輸數據.目前ieee有兩種規范802.11和802.11b,最高傳輸速率分別為2Mbps和11Mbps,接口有PCI,USB和PCMCIA幾種.?
總結
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