網(wǎng)卡組成及工作原理

1、網(wǎng)卡組成及原理一認(rèn)識(shí)網(wǎng)卡網(wǎng)卡充當(dāng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)纜線z間的物理接口或連線將計(jì)算機(jī)屮的數(shù)字信號 轉(zhuǎn)換成電或光信號，稱為nic ( network interface card )。數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)總線中傳 輸是并行方式即數(shù)據(jù)是肩并肩傳輸?shù)?，而在網(wǎng)絡(luò)的物理纜線中說數(shù)據(jù)以串行的比 特流方式傳輸?shù)模W(wǎng)卡承擔(dān)串行數(shù)據(jù)和并行數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換。網(wǎng)卡在發(fā)送數(shù)據(jù)前要 同接收網(wǎng)卡進(jìn)行對話以確定最人可發(fā)送數(shù)據(jù)的人小、發(fā)送的數(shù)據(jù)量的人小、兩次 發(fā)送數(shù)據(jù)間的間隔、等待確認(rèn)的時(shí)間、每個(gè)網(wǎng)卡在溢出前所能承受的最大數(shù)據(jù)量、 數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。網(wǎng)卡工作在osi的最后兩層，物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，物理層定義了數(shù)據(jù)傳送 與接收所需要的電與光信號、線

2、路狀態(tài)、時(shí)鐘基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)編碼和電路等，并向數(shù) 據(jù)鏈路層設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)接口。物理層的芯片稱之為phyo數(shù)據(jù)鏈路層則提供尋 址機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)幀的構(gòu)建、數(shù)據(jù)差錯(cuò)檢查、傳送控制、向網(wǎng)絡(luò)層提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接 口等功能。以太網(wǎng)卡中數(shù)據(jù)鏈路層的芯片稱z為mac控制器。很多網(wǎng)卡的這兩 個(gè)部分是做到一起的。他們之間的關(guān)系是pci總線接mac總線，mac接phy, phy 接網(wǎng)線(當(dāng)然也不是直接接上的，還有一個(gè)變壓裝置)。二工作原理以太網(wǎng)卡中數(shù)據(jù)鏈路層的芯片一般簡稱z為mac控制器，物理層的芯片我 們簡稱z為phyo許多網(wǎng)卡的芯片把mac和phy的功能做到了一顆芯片中， 比如intel 82559網(wǎng)卡的和3c0m 3c90

3、5網(wǎng)卡。但是mac和phy的機(jī)制還是單 獨(dú)存在的，只是外觀的表現(xiàn)形式是一顆單芯片。當(dāng)然也有很多網(wǎng)卡的mac和 phy是分開做的，比如d-link的dfe-530tx等。1數(shù)據(jù)鏈路層mac控制器首先我們來說說以太網(wǎng)卡的mac芯片的功能。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層其實(shí)包含 mac （介質(zhì)訪問控制）子層和llc （邏輯鏈路控制）子層。一塊以太網(wǎng)卡mac 芯片的作用不但要實(shí)現(xiàn)mac 了層和llc 了層的功能，述要提供符合規(guī)范的pci 界面以實(shí)現(xiàn)和主機(jī)的數(shù)據(jù)交換。mac從pci總線收到ip數(shù)據(jù)包（或者其他網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的數(shù)據(jù)包）后，將之 拆分并重新打包成最人1518byte,最小64byte的幀。這個(gè)幀里面包扌舌了目

4、標(biāo) mac地址、自己的源mac地址和數(shù)據(jù)包里而的協(xié)議類型（比如ip數(shù)據(jù)包的類 型用80表示）。最后述有一個(gè)dword（4byte）的crc碼。可是口標(biāo)的mac地址是哪里來的呢？這牽扯到一個(gè)arp協(xié)議（介乎于網(wǎng) 絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)協(xié)議）。第一次傳送某個(gè)fl的ip地址的數(shù)據(jù)的時(shí)候，先 會(huì)發(fā)岀一個(gè)arp包，其mac的目標(biāo)地址是廣播地址，里面說到：”誰是 xxx.xxx.xxx.xxx這個(gè)ip地址的主人？ ”因?yàn)槭菑V播包，所有這個(gè)局域網(wǎng)的主機(jī)都 收到了這個(gè)arp請求。收到請求的主機(jī)將這個(gè)ip地址和自己的相比較，如果不 相同就不予理會(huì)，如果相同就發(fā)出arp響應(yīng)包。這個(gè)ip地址的主機(jī)收到這個(gè) arp請

5、求包后回復(fù)的arp響應(yīng)里說到：”我是這個(gè)ip地址的主人”。這個(gè)包里面 就包括了他的mac地址。以后的給這個(gè)tp地址的幀的目標(biāo)mac地址就被確定 to （其它的協(xié)議如ipx/spx也有相應(yīng)的協(xié)議完成這些操作。）ip地址和mac地址z間的關(guān)聯(lián)關(guān)系保存在主機(jī)系統(tǒng)里面，叫做arp表， 由驅(qū)動(dòng)程序和操作系統(tǒng)完成。在microsoft的系統(tǒng)里面可以用arp -a的命令查看 arp表。收到數(shù)據(jù)幀的時(shí)候也是一-樣，做完crc以后，如果沒有crc效驗(yàn)錯(cuò) 誤，就把幀頭去掉，把數(shù)據(jù)包拿出來通過標(biāo)準(zhǔn)的借口傳遞給驅(qū)動(dòng)和上層的協(xié)議客 棧，最終正確的達(dá)到我們的應(yīng)用程序。還有一些控制幀，例如流控幀也需要mac直接識(shí)別并執(zhí)行相

6、應(yīng)的行為。以 太網(wǎng)mac芯片的一端接計(jì)算機(jī)pci總線，另外一端就接到phy芯片上。以太 網(wǎng)的物理層又包括mivgmii （介質(zhì)獨(dú)立接口 ）子層、pcs（物理編碼子層）、pma （物理介質(zhì)附加）子層、pmd （物理介質(zhì)相關(guān)）子層、mdi子層。而phy芯片 是實(shí)現(xiàn)物理層的重要功能器件之一，實(shí)現(xiàn)了前面物理層的所有的子層的功能。2物理層phyphy在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，收到mac過來的數(shù)據(jù)（對phy來說，沒有幀的 概念，對它來說，都是數(shù)據(jù)而不管什么地址，數(shù)據(jù)述是crc）,每4bit就增加lbit 的檢錯(cuò)碼，然后把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串行流數(shù)據(jù)，再按照物理層的編碼規(guī)則 （10based-t的nrz編碼或iooba

7、sed-t的曼徹斯特編碼）把數(shù)據(jù)編碼，再變?yōu)?模擬信號把數(shù)據(jù)送出去。（注：關(guān)于網(wǎng)線上數(shù)據(jù)是數(shù)字的還是模擬的比較不容易 理解清楚。最后我再說）收數(shù)據(jù)時(shí)的流程反z。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，phy還有個(gè)重耍的功能就是實(shí)現(xiàn)csma/cd的部分功能，它 可以檢測到網(wǎng)絡(luò)上是否有數(shù)據(jù)在傳送。網(wǎng)卡首先偵聽介質(zhì)上是否有載波（載波由 電壓指示），如果有，則認(rèn)為具他站點(diǎn)正在傳送信息，繼續(xù)偵聽介質(zhì)。一旦通信 介質(zhì)在一定時(shí)間段內(nèi)（稱為幀間縫隙ifg二9.6微秒）是安靜的，即沒有被其他 站點(diǎn)占用，則開始進(jìn)行幀數(shù)據(jù)發(fā)送，同時(shí)繼續(xù)偵聽通信介質(zhì)，以檢測沖突。在發(fā) 送數(shù)據(jù)期間，如果檢測到?jīng)_突，則立即停止該次發(fā)送，并向介質(zhì)發(fā)送一個(gè)“阻塞” 信

8、號，告知其他站點(diǎn)已經(jīng)發(fā)生沖突，從而丟棄那些可能一直在接收的受到損壞的 幀數(shù)據(jù)，并等待一段隨機(jī)時(shí)間（csma/cd確定等待時(shí)間的算法是二進(jìn)制指數(shù)退 避算法）。在等待一段隨機(jī)時(shí)間后，再進(jìn)行新的發(fā)送。如果重傳多次后（大于16 次）仍發(fā)生沖突，就放棄發(fā)送。接收時(shí)，網(wǎng)卡瀏覽介質(zhì)上傳輸?shù)拿總€(gè)幀，如果其長度小于64字節(jié)，則認(rèn)為 是沖突碎片。如果接收到的幀不是沖突碎片且目的地址是本地地址，則對幀進(jìn)行 完整性校驗(yàn)，如果幀長度大于1518字節(jié)（稱為超長幀，可能由錯(cuò)誤的lan驅(qū)動(dòng) 程序或干擾造成）或未能通過crc校驗(yàn)，則認(rèn)為該幀發(fā)生了畸變。通過校驗(yàn)的 幀被認(rèn)為是有效的，網(wǎng)卡將它接收下來進(jìn)行木地處理許多網(wǎng)友在接入in

9、ternt寬帶時(shí)，喜歡使用”搶線”強(qiáng)的網(wǎng)卡，就是因?yàn)椴煌?phy碰撞后計(jì)算隨機(jī)時(shí)間的方法設(shè)計(jì)上不同，使得有些網(wǎng)卡比較”占便宜”。不, 搶線只對廣播域的網(wǎng)絡(luò)而言的，對于交換網(wǎng)絡(luò)和adsl這樣點(diǎn)到點(diǎn)連接到局端 設(shè)備的接入方式?jīng)]什么意義。而且”搶線”也只是相對而言的，不會(huì)有質(zhì)的變化。3關(guān)于網(wǎng)絡(luò)間的沖突現(xiàn)在交換機(jī)的普及使得交換網(wǎng)絡(luò)的普及，使得沖突域網(wǎng)絡(luò)少了很多，極人地 提高了網(wǎng)絡(luò)的帶寬。但是如果用hub,或者共享帶寬接入internet的時(shí)候還是屬 于沖突域網(wǎng)絡(luò)，有沖突碰撞的。交換機(jī)和hub最大的區(qū)別就是：一個(gè)是構(gòu)建點(diǎn) 到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的局域網(wǎng)交換設(shè)備，一個(gè)是構(gòu)建沖突域網(wǎng)絡(luò)的局域網(wǎng)互連設(shè)備。我們的phy還提

10、供了和對端設(shè)備連接的重要功能并通過led燈顯示出自己 目前的連接的狀態(tài)和工作狀態(tài)讓我們知道。當(dāng)我們給網(wǎng)卡接入網(wǎng)線的時(shí)候，phy 不斷發(fā)出的脈沖信號檢測到對端有設(shè)備，它們通過標(biāo)準(zhǔn)的”語言”交流，互相協(xié)商 并卻定連接速度、雙工模式、是否采用流控等。通常情況下，協(xié)商的結(jié)果是兩個(gè)設(shè)備屮能同時(shí)支持的最大速度和最好的雙工 模式。這個(gè)技術(shù)被稱為auto negotiation或者nway,它們是一個(gè)意思-自動(dòng)協(xié) 商。4 phy的輸出部分現(xiàn)在來了解phy的輸出后面部分。一顆cmos制程的芯片t作的吋候產(chǎn)生 的信號電平總是大于0v的（這取決于芯片的制程和設(shè)計(jì)需求），但是這樣的信 號送到100米甚至更長的地方會(huì)有

11、很大的直流分量的損失。而且如呆外部網(wǎng)現(xiàn)直 接和芯片相連的話，電磁感應(yīng)（打雷）和靜電，很容易造成芯片的損壞。再就是設(shè)備接地方法不同，電網(wǎng)環(huán)境不同會(huì)導(dǎo)致雙方的0v電平不一致，這 樣信號從a傳到b,由于a設(shè)備的0v電平和b點(diǎn)的0v電平不一樣，這樣會(huì)導(dǎo) 致很大的電流從電勢高的設(shè)備流向電勢低的設(shè)備。我們?nèi)绾谓鉀Q這個(gè)問題呢？這時(shí)就出現(xiàn)了 tnmsfomer （隔離變壓器）這個(gè)器件。它把phy送出來的差 分信號用羞模耦合的線圈耦合濾波以增強(qiáng)信號，并且通過電磁場的轉(zhuǎn)換耦合到連 接網(wǎng)線的另外一端。這樣不但使網(wǎng)線和phy之間沒有物理上的連接而換傳遞了 信號，隔斷了信號屮的直流分量，還可以在不同0v屯平的設(shè)備屮傳送

12、數(shù)據(jù)。隔離變壓器本身就是設(shè)計(jì)為耐2kv3kv的電壓的。也起到了防雷感應(yīng)（我 個(gè)人認(rèn)為這里用防雷擊不合適）保護(hù)的作用。有些朋友的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在雷雨天氣時(shí) 容易被燒壞，大都是pcb設(shè)計(jì)不合理造成的，而且大都燒毀了設(shè)備的接口，很 少有芯片被燒毀的，就是隔離變壓器起到了保護(hù)作用。5關(guān)于傳輸介質(zhì)隔離變壓器本身是個(gè)被動(dòng)元件，只是把phy的信號耦合了到網(wǎng)線上，并沒 有起到功率放人的作用。那么一張網(wǎng)卡信號的傳輸?shù)淖铋L距離是誰決定的呢？一張網(wǎng)卡的傳輸最人距離和與對端設(shè)備連接的兼容性主要是phy決肚的。 但是可以將信號送的超過100米的phy其輸出的功率也比較大，更容易產(chǎn)生emi 的問題。這時(shí)候就需要合適的trans

13、former與之配合。作phy的老大公司marvell 的phy,常常可以傳送180200米的距離，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過ieee的100米的標(biāo)準(zhǔn)。rj-45的接頭實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)卡和網(wǎng)線的連接。它里面有8個(gè)銅片可以和網(wǎng)線中的 4對雙絞（8根）線對應(yīng)連接。其屮100m的網(wǎng)絡(luò)屮1、2是傳送數(shù)據(jù)的，3、6 是接收數(shù)據(jù)的。1、2之間是一對差分信號，也就是說它們的波形一樣，但是相 位相差180度，同一時(shí)刻的電壓幅度互為正負(fù)。這樣的信號可以傳遞的更遠(yuǎn)，抗 干擾能力強(qiáng)。同樣的，3、6也一樣是差分信號。網(wǎng)線中的8根線，每兩根扭在一起成為一對。我們制作網(wǎng)線的時(shí)候，一定耍 注意要讓1、2在其屮的一對，3、6在一對。否則長距離情況下使

14、用這根網(wǎng)線的 時(shí)候會(huì)導(dǎo)致無法連接或連接很不穩(wěn)定?，F(xiàn)在新的phy支持auto mdi-x功能（也需要transformer支持）。它可以 實(shí)現(xiàn)rj45接口的1、2上的傳送信號線和3、6上的接收信號線的功能自動(dòng)互相 交換。有的phy甚至支持一對線中的正信號和負(fù)信號的功能自動(dòng)交換。這樣我 們就不必為了到底連接某個(gè)設(shè)備需要使用直通網(wǎng)線還是交叉網(wǎng)線而費(fèi)心了。這項(xiàng) 技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在交換機(jī)和soho路由器上。在1000basdt網(wǎng)絡(luò)中，其中最普遍的一種傳輸方式是使用網(wǎng)線中所有的4 對雙絞線，其屮增加了 4、5和7、8來共同傳送接收數(shù)據(jù)。由于1000based-t網(wǎng) 絡(luò)的規(guī)范包含了 auto mdi-x

15、功能，因此不能嚴(yán)格確定它們的傳岀或接收的關(guān) 系，要看雙方的具體的協(xié)商結(jié)果。6 phy和mac之間如何進(jìn)行溝通卜面繼續(xù)讓我們來關(guān)心一下phy和mac z間是如何傳送數(shù)據(jù)和相互溝通 的。通過 ieee 定義的標(biāo)準(zhǔn)的 mii/gigamii （media independed interfade,介質(zhì)獨(dú) 立界面）界面連接mac和phyo這個(gè)界面是ieee定義的。mii界面?zhèn)鬟f了網(wǎng) 絡(luò)的所有數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的控制。而mac對phy的工作狀態(tài)的確定和對phy的控制則是使用smi （serial management interface）界而通過讀寫phy的寄存器來完成的。phy里而的部分 寄存器也是ieee定

16、義的，這樣phy把自己的h前的狀態(tài)反映到寄存器里面， mac通過smi總線不斷的讀取phy的狀態(tài)寄存器以得知目前phy的狀態(tài)，例 如連接速度，雙t的能力等。當(dāng)然也可以通過smi設(shè)置phy的寄存器達(dá)到控制 的目的，例如流控的打開關(guān)閉，口協(xié)商模式還是強(qiáng)制模式等。我們看到了，不論是物理連接的mil界面和smi總線還是phy的狀態(tài)寄存 器和控制寄存器都是有ieee的規(guī)范的，因此不同公司的mac和phy 樣可以 協(xié)調(diào)工作。當(dāng)然為了配合不同公司的phy的自己特有的一些功能，驅(qū)動(dòng)需要做 相應(yīng)的修改。7網(wǎng)卡的供電最后就是電源部分了。大多數(shù)網(wǎng)卡現(xiàn)在都使用3.3v或更低的電壓。有的是 雙電壓的。因此需要電源轉(zhuǎn)換電

17、路。而月網(wǎng)卡為了實(shí)現(xiàn)wake on line功能，必須保證全部的phy和mac的極少 一部分始終處于有電的狀態(tài)，這需要把主板上的5v standby電壓轉(zhuǎn)換為phy工 作電壓的電路。在主機(jī)開機(jī)后，phy的工作電壓應(yīng)該被從5v轉(zhuǎn)出來的電壓替代 以節(jié)省5v standby的消耗。（許多劣質(zhì)網(wǎng)卡沒有這么做）。有wake on line功能的網(wǎng)卡一般還有一個(gè)wol的接口。那是因?yàn)閜ci2以 前沒有pci設(shè)備喚醒主機(jī)的功能，所以需要著一根線通過主板上的wol的接口 連到南橋里面以實(shí)現(xiàn)wol的功能。新的主板合網(wǎng)卡一般支持pci2.2/2.3,擴(kuò)展了 pme#信號功能，不需要那個(gè) 接口而通過pci總線就可以

18、實(shí)現(xiàn)喚醒功能。8網(wǎng)卡構(gòu)造（網(wǎng)卡組成）網(wǎng)卡包括硬件和固件程序（只讀存儲(chǔ)器中的軟件例程），該固件程序?qū)崿F(xiàn)邏 輯鏈路控制和媒體訪問控制的功能網(wǎng)卡包括硬件和固件程序(只讀存儲(chǔ)器屮的軟 件例程)，該固件程序?qū)崿F(xiàn)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(wǎng)卡上一般有緩存。網(wǎng)卡須分配中斷irq及基本i/o端口 地址，同時(shí)還須設(shè)置基本內(nèi)存地址(base memory address)和收發(fā)器(transceiver) 網(wǎng)卡的控制芯片是網(wǎng)卡屮最重要元件，是網(wǎng)卡的控制中心，有如電腦的cpu,控制著整個(gè)網(wǎng) 卡的工作，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的的傳送和連接時(shí)的信號偵測。早期的10/loom的雙速網(wǎng)卡 會(huì)采

19、用兩個(gè)控制芯片(單元)分別用來控制兩個(gè)不同速率環(huán)境下的運(yùn)算，而1=1前 較先進(jìn)的產(chǎn)品通常只有一個(gè)芯片控制兩種速度。晶體震蕩器負(fù)責(zé)產(chǎn)生網(wǎng)卡所有芯片的運(yùn)算時(shí)鐘，其原理就象主板上的品體震蕩器一樣， 通常網(wǎng)卡是使用20或25hz的晶體震蕩器。 boot rom 插槽如無特殊要求網(wǎng)卡中的這個(gè)插槽處在空置狀態(tài)。一般是和boot rom芯片搭 配使用，其主要作用是引導(dǎo)電腦通過服務(wù)器引導(dǎo)進(jìn)入win9xo boot rom就是啟動(dòng)芯片，讓電腦可以在不具備硬盤、軟驅(qū)和光驅(qū)的情況下，直接通過 服務(wù)器開機(jī)，成為一個(gè)無硬盤無軟驅(qū)的工作站。沒有軟驅(qū)就無法將資料輸出，這 樣也可以達(dá)到資料保密的功能。同時(shí)，述可以節(jié)省下購買這

20、些電腦部件的費(fèi)用。既然無盤，一些引導(dǎo)用必需用到的程序和協(xié)議棧就放到里面了，例如rpl、 pxe等。實(shí)際上它就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的pci romo所以才會(huì)有一些硬盤寫保護(hù)卡可 以通過燒寫網(wǎng)卡的bootrom來實(shí)現(xiàn)。其實(shí)pci設(shè)備的rom是可以放到主板bios 里面的。啟動(dòng)電腦的時(shí)候一樣可以檢測到這個(gè)rom并且正確識(shí)別它是什么設(shè)備 的。agp在配置上和pci很多地方一樣，所以很多顯卡的bios也可以放到主板 bios里面。這就是為什么板載的網(wǎng)卡我們從來沒有看到過bootrom的原因。在使用boot rom時(shí)要注意口己使用何種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，通常有boot rom for nt, bootrom for un

21、ix, boot rom for netware 等,boot rom 啟動(dòng)芯片要自行購買。 eeprom從前的老式網(wǎng)卡都要靠設(shè)置跳線或是dip開關(guān)來設(shè)定irq. dma和i/o port等 值，而現(xiàn)在的網(wǎng)卡則都使用軟件設(shè)定，兒乎看不見跳線的存在。eeprom芯片 通常是一顆93c46,里面記錄了網(wǎng)卡芯片的供應(yīng)商id、了系統(tǒng)供應(yīng)商id、網(wǎng)卡 的mac地址、網(wǎng)卡的一些配置，如smi總線上phy的地址，bootrom的容 量，是否啟用bootrom引導(dǎo)系統(tǒng)等東西，通過它來自動(dòng)設(shè)置網(wǎng)卡。內(nèi)接式轉(zhuǎn)換器只要有bnc接頭的網(wǎng)卡都會(huì)有這個(gè)芯片，并緊鄰在bnc接頭旁，它的功能是 在網(wǎng)卡和bnc接頭之間進(jìn)行數(shù)據(jù)

22、轉(zhuǎn)換，讓網(wǎng)卡能通過它從bnc接頭送出或接收資 料。 rj-45和bnc接頭rj-45是采用雙絞線作為傳輸媒介的一種網(wǎng)卡接口，在loombps網(wǎng)中最常應(yīng) 用。bnc是采用細(xì)同軸電纜作為傳輸媒介信號指示燈在網(wǎng)卡后方會(huì)有二到三個(gè)不等的信號燈，其作用是顯示冃前網(wǎng)絡(luò)的連線狀態(tài)，通 常具有tx和rx兩個(gè)信息。tx代表正在送出資料，x代表正在接收資料，若看到 兩個(gè)燈同時(shí)亮則代表h前是處于全雙工的運(yùn)作狀態(tài)，也可由此來辨別全雙工的網(wǎng) 卡是否處于全雙工的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中（見上圖兩個(gè)接口的中間部分）。也有部分低速 網(wǎng)卡只用一個(gè)燈來表示信號，通過不同的燈光變換來表示網(wǎng)絡(luò)是否導(dǎo)通。9網(wǎng)卡的分類以頻寬區(qū)分網(wǎng)卡種類日前的以太網(wǎng)卡

23、分為lombps、loombps和1000 mbps三種頻寬，日前常見 的三種架構(gòu)有l(wèi)obaset、loobasetx與base2,前兩者是以rj45雙絞線為傳輸媒介， 頻寬分別有l(wèi)ombps和1 oombpso而雙絞線又分為category 1至category 5五種 規(guī)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(guī)格 的雙絞線皆可用于10/loombps頻寬的網(wǎng)卡上。而10base2架構(gòu)則是使用細(xì)同軸 電纜作為傳輸媒介，頻寬只有l(wèi)ombpso這里提到的頻寬10或1 oombps是指網(wǎng)卡 上的最大傳送頻寬，而頻寬并不等于網(wǎng)絡(luò)上實(shí)際的傳送速度，實(shí)際速度?？紤]

24、到 傳送的距離，線路的品質(zhì)，和網(wǎng)絡(luò)上是否擁擠等因素，這里所談的bps指的是每 秒傳送的bit(l個(gè)byte=8個(gè)bit)。而loombps則稱為高速以太網(wǎng)卡(fast ethemet), 多為pci接口。因?yàn)槠渌俣瓤?，目前新建的局域網(wǎng)絡(luò)絕已人多數(shù)已采用1 oombps 的傳輸頻寬，已有漸漸取代lombps網(wǎng)卡的趨勢。當(dāng)前市面上的pci網(wǎng)卡多具有 10/1 oombps自動(dòng)切換的功能，會(huì)根據(jù)所在的網(wǎng)絡(luò)連線環(huán)境來自動(dòng)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)速度。 looombps以太網(wǎng)卡多用于交換機(jī)或交換機(jī)與服務(wù)器之間的高速鏈路或backbone以接口類型區(qū)分網(wǎng)卡種類以接口類型來分，網(wǎng)卡目前使用較普遍的是isa接口、pci接口、

25、usb接口和 筆記木電腦專用的pcmcia接口。現(xiàn)在的isa接口的網(wǎng)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(shù)據(jù)時(shí)必須通過cpu在i/o 上開岀一個(gè)小窗口，作為網(wǎng)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(shù)據(jù)時(shí)效率較差。pci接口的網(wǎng)卡則采用32bit的總線頻寬，采用bus master的數(shù)據(jù)傳送方式，傳送數(shù)據(jù)是由網(wǎng)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(chǎn)品多為10/loombps雙速自動(dòng)偵 測切換網(wǎng)卡。以全雙工/半雙工來區(qū)分網(wǎng)卡種類網(wǎng)絡(luò)有半雙工(half duplex)與全雙

26、工(full duplex)之分，半雙工網(wǎng)卡無法 同一時(shí)間內(nèi)完成接收與傳送數(shù)據(jù)的動(dòng)作，如10base2使用細(xì)同軸電纜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 就是半雙工網(wǎng)絡(luò)，同一時(shí)間內(nèi)只能進(jìn)行傳送或接收數(shù)據(jù)的工作，效率較低。要使 用全雙t的網(wǎng)絡(luò)就必須要使用雙絞線作為傳輸線才能達(dá)到，并且也要搭配使用全 雙工的集線器，要使用lobase或loobasetx的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，網(wǎng)卡當(dāng)然也要是全雙工的產(chǎn)品以網(wǎng)絡(luò)物理纜線接頭區(qū)分網(wǎng)卡h前網(wǎng)卡常用的網(wǎng)線接頭有口/5與bnc兩種，有的網(wǎng)卡同時(shí)具有兩種接頭, 可適用于兩種網(wǎng)絡(luò)線，但無法兩個(gè)接頭同時(shí)使用。另外還有光纖接口的網(wǎng)卡，通 常帶寬在1000 mbpsc其他功能wol有些網(wǎng)卡會(huì)有wol的功能,

27、wol網(wǎng)絡(luò)開機(jī)的功能(wake on lan)o它可由另夕卜 一臺(tái)電腦，使用軟件制作特殊格式的信息包發(fā)送至一臺(tái)裝有具wo1功能網(wǎng)卡的電 腦，而該網(wǎng)卡接收到這些特殊格式的信息包后，就會(huì)命令電腦打開電源，忖前已 有越來越多的網(wǎng)e支持網(wǎng)絡(luò)開機(jī)的功能。其它網(wǎng)卡從網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奈锢砻浇樯线€有無線網(wǎng)卡，利用2.4ghz的無線電波來傳輸數(shù) 據(jù)。目前ieee有兩種規(guī)范802.11和802.11b,最高傳輸速率分別為2m和1 lm, 接口有pci、山13和pcmcia兒種。10網(wǎng)卡測試技術(shù)基于操作系統(tǒng)的測試網(wǎng)卡一個(gè)重要的性能是看其是否支持多種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，比較流行的網(wǎng)絡(luò)操 作系統(tǒng)有 windowsnt> un

28、ix (linux> freebsd> sco、 solaris> hp 屈、novelr dec 等。同時(shí)網(wǎng)卡應(yīng)能夠支持多種的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,如tcp/ipipx/spx、apple、netbeui等?；谥鳈C(jī)的兼容性測試碩件上的兼容性也是非常重要的一個(gè)方面，尤其在筆記木電腦上兼容性問題 比較突出，根據(jù)本人的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，甚至某些名牌的網(wǎng)卡在一些筆記本電腦上也存 在較為嚴(yán)重的兼容性問題。在服務(wù)器或臺(tái)式電腦方面這些問題不常出現(xiàn)。網(wǎng)卡傳輸速率測試（數(shù)據(jù)吞吐量）測試網(wǎng)卡的傳輸速率一般有硬件和軟件兩種方法，硬件是利用一些專用的儀 器如網(wǎng)絡(luò)分析儀、smartbits smartcards等其他

29、一些設(shè)備，利用icmp echo in求和 udp數(shù)據(jù)包來檢測數(shù)據(jù)流量。通常測試的項(xiàng)目有以下幾方面： autonegotiation test測試網(wǎng)卡速率、全雙工/半雙工和流控協(xié)商。協(xié)商決定著是否通過“暫停楨 pause frame,來允許流雖控制。 arp test測試網(wǎng)卡是否能對arp請求做出正確回應(yīng)及是否在規(guī)定時(shí)間內(nèi)應(yīng)答。這個(gè)時(shí) 間由測試者進(jìn)行設(shè)置。 error test測試網(wǎng)卡處理錯(cuò)誤frame的能力，通常在較低的傳輸速率下進(jìn)行此項(xiàng)測試 （0.5%傳輸速率），有以下幾個(gè)方面的測試：網(wǎng)卡接收正確的frame,作出處理。網(wǎng)卡接收到存在crc校驗(yàn)錯(cuò)的frame,網(wǎng)卡將其丟棄。網(wǎng)卡接收到傳輸順

30、序錯(cuò)誤的frame,網(wǎng)卡將其丟棄。網(wǎng)卡接收到含有少量錯(cuò)誤bits的frame,網(wǎng)卡應(yīng)全部接收并處理。網(wǎng)卡接收到超小frame,網(wǎng)卡應(yīng)將其丟棄。網(wǎng)卡接收到超長frame,網(wǎng)卡應(yīng)將其丟棄。 packets loss testrfc規(guī)定測試網(wǎng)卡在各種傳輸帶寬利用率下的處理frame的能力，從初始化 數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺鬏斔俾实牟粩嘧兓恢钡絺鬏斀Y(jié)束，檢查frame的丟失情況。 throughput test數(shù)據(jù)吞吐量的測試也是rfc規(guī)定的一項(xiàng)測試內(nèi)容，測試的結(jié)果反映出傳輸?shù)?最大帶寬的利用率，每秒處理的frame和每秒處理的bits數(shù)量。 back-to-back test同樣此項(xiàng)測試也為rfc-2544的

31、規(guī)定，測試在一個(gè)設(shè)定的最大傳輸速率下網(wǎng)卡 可處理的并發(fā)frame的數(shù)量。最終反映出在不丟失數(shù)據(jù)包的情況下可并發(fā)傳輸?shù)?最大frame數(shù)雖:。利用軟件測試通常是利用zd的netbench來測試，一般只利用其測試網(wǎng)卡的 最大傳輸速率。測試時(shí)要組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一臺(tái)windowsnt server服務(wù)器，若 t個(gè)windows9x或windowsnt station客戶端，傳輸大容量的文件如loombps,測 試的結(jié)果將反映出網(wǎng)卡的最人傳輸速率。另一個(gè)測試項(xiàng)目是測試網(wǎng)卡對較小的數(shù) 據(jù)包請求的回應(yīng)能力，這里有必耍討論一下tcp/ip的ping命令的機(jī)制。ping是利 用發(fā)送和接收icmp echo報(bào)文，來檢測鏈路狀態(tài)和協(xié)議設(shè)置。數(shù)據(jù)鏈路層封裝的 是f