《网卡基础知识》PPT课件.ppt
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1、网卡功能简述,网卡是工作在物理层的网路组件,是局域网中连接计算机和传输介质的接口,不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配,还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。,网卡功能详解,网卡上面装有处理器和存储器(包括RAM和ROM)。网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。而网卡和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。因此,网卡的一个重要功能就是要进行串行/并行转换。由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同,因此在网卡中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。在安装网卡时必须将管理网
2、卡的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中。这个驱动程序以后就会告诉网卡,应当从存储器的什么位置上将局域网传送过来的数据块存储下来。网卡还要能够实现以太网协议,网卡并不是独立的自治单元,因为网卡本身不带电源而是必须使用所插入的计算机的电源,并受该计算机的控制。因此网卡可看成为一个半自治的单元。当网卡收到一个有差错的帧时,它就将这个帧丢弃而不必通知它所插入的计算机。当网卡收到一个正确的帧时,它就使用中断来通知该计算机并交付给协议栈中的网络层。当计算机要发送一个IP数据报时,它就由协议栈向下交给网卡组装成帧后发送到局域网。随着集成度的不断提高,网卡上的芯片的个数不断的减少,虽然现在个厂家生产的网卡种
3、类繁多,但其功能大同小异。,网卡的主要功能有以下五个,代表固定的网络地址在网络中传输数据,必须确定数据从哪台计算机来,到哪台计算机去,如何标识这些计算机呢?这就要靠网卡的物理地址来标识。数据从一台计算机传输到另外一台计算机时,也就是从一块网卡传输到另一块网卡,即从源网络地址传输到目的网络地址。以太网网卡的物理地址(Ethernet Address)是由十六进制数表示的、长度为6个字节的一组数字。IEEE802标准为每个网卡规定了一个6个字节48位的全局地址,它是站点的全球唯一的标识符,与其物理位置无关。MAC地址(物理地址)MAC地址的前3个字节(高24位)由IEEE统一分配给厂商,低24位由
4、厂商分配给每一块网卡。所有厂商生产的所有网卡,物理地址绝对不会相同。网卡地址也是称为网卡的物理地址,可以认为就是该网卡所在站点的MAC地址。,转换数据并将数据送到网线上网络上传输数据的方式与计算机内部处理数据的方式是不相同的,它必须遵从一定的数据格式(通信协议)。当计算机将数据传输到网卡上时,网卡会将数据转换为网络设备可处理的字节,那样才能将数据送到网线上,网络上其它的计算机才能处理这些数据。接收数据并转换数据格式在网络中,网卡的工作是双重的:一方面它将本地计算机上的数据转换格式后送入网络;另一方面它负责接收网络上传过来的数据包,对数据进行与发送数据时相反的转换,将数据通过主板上的总线传输给本
5、地计算机,(3)数据的封装与解封发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部,成为以太网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部和尾部,然后送交上一层;(4)链路管理主要是CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,带冲突检测的载波监听多路访问)协议的实现;(5)编码与译码即曼彻斯特编码与译码。,曼彻斯特编码,曼彻斯特编码(Manchester Encoding),也叫做相位编码(PE),是一个同步时钟编码技术,被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。曼彻斯特编码被用在以太网媒介系统中。曼彻斯特编码提供一个简单的方式给编
6、码简单的二进制序列而没有长的周期没有转换级别,因而防止时钟同步的丢失,或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。在这个技术下,实际上的二进制数据被传输通过这个电缆,不是作为一个序列的逻辑1或0来发送的。相反地,这些位被转换为一个稍微不同的格式,它通过使用直接的二进制编码有很多的优点。,一、网卡的分类,随着计算机网络技术的飞速发展,为了满足各种应用环境和应用层次的需求,出现了许多不同类型的网卡,网卡的划分标准也因此出现了多样化,下面我们就对目前市面上主流的网卡分类情况进行一下浏览,1.按总线接口类型分,按网卡的总线接口类型来分我们一般可分为早期的ISA接口网卡、PCI接口网卡。目前在服务器上P
7、CI-X总线接口类型的网卡也开始得到应用,笔记本电脑所使用的网卡是PCMCIA接口类型的,(1)ISA总线网卡,ISA插槽是基于ISA总线(Industrial Standard Architecture,工业标准结构总线)的扩展插槽,其颜色一般为黑色,比PCI接口插槽要长些,位于主板的最下端。其工作频率为8MHz左右,为16位插槽,最大传输率16MB/sec,可插接显卡,声卡,网卡以及所谓的多功能接口卡等扩展插卡。其缺点是CPU资源占用太高,数据传输带宽太小,是已经被淘汰的插槽接口。,PCI和ISA的区别,如图1,(2)PCI总线网卡,这种总线类型的网卡在当前的台式机上相当普遍,也是目前最主
8、流的一种网卡接口类型。因为它的I/O速度远比ISA总线型的网卡快(ISA最高仅为33MB/s,而目前的PCI 2.2标准32位的PCI接口数据传输速度最高可达133MB/s),所以在这种总线技术出现后很快就替代了原来老式的ISA总线。它通过网卡所带的两个指示灯颜色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机和服务器中也提供了好几个PCI总线插槽,基本上可以满足常见PCI适配器(包括显示卡、声卡等,不同的产品利用金手指的数量是不同的)安装。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,三种接口规范的网
9、卡外观基本上差不多(主板上的PCI插槽也一样).,如图2,(3)PCI-X总线网卡,PCI-X接口是并连的PCI总线(Peripheral Components Interconnect)的更新版本,仍采用传统的总线技术,不过有更多数量的接线针脚,同时,如前所述的所有的连接装置会共享所有可用的频宽。与原先PCI接口所不同的是:一改过去的32位,PCI-X采用64位宽度来传送数据,所以频宽自动就倍增两倍,而扩充槽的长度当然就不可避免 的加大了,除此之外,其余的包含传输通讯协议、讯号和标准的接头格式都一并兼容,好处是3.3伏特的32位PCI适配卡可以用在PCI-X扩充槽上,当然如果 你愿意,也可以
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