A. 网络适配器的用途,运转,及原理
1.认识网卡,我们上网必备组件之一。
网卡工作在osi的最后两层,物理层和数据链路层,物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等,并向数据链路层设备提供标准接口。物理层的芯片称之为PHY。数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。以太网卡中数据链路层的芯片称之为MAC控制器。很多网卡的这两个部分是做到一起的。他们之间的关系是pci总线接mac总线,mac接phy,phy接网线(当然也不是直接接上的,还有一个变压装置)。
下面继续让我们来关心一下PHY和MAC之间是如何传送数据和相互沟通的。通过IEEE定义的标准的MII/GigaMII(Media Independed Interfade,介质独立界面)界面连接MAC和PHY。这个界面是IEEE定义的。MII界面传递了网络的所有数据和数据的控制。
而MAC对PHY的工作状态的确定和对PHY的控制则是使用SMI(Serial Management Interface)界面通过读写PHY的寄存器来完成的。PHY里面的部分寄存器也是IEEE定义的,这样PHY把自己的目前的状态反映到寄存器里面, MAC通过SMI总线不断的读取PHY的状态寄存器以得知目前PHY的状态,例如连接速度,双工的能力等。当然也可以通过SMI设置PHY的寄存器达到控制的目的,例如流控的打开关闭,自协商模式还是强制模式等。
我们看到了,不论是物理连接的MII界面和SMI总线还是PHY的状态寄存器和控制寄存器都是有IEEE的规范的,因此不同公司的MAC和PHY一样可以协调工作。当然为了配合不同公司的PHY的自己特有的一些功能,驱动需要做相应的修改。
一片网卡主要功能的实现就基本上是上面这些器件了。其他的,还有一颗EEPROM芯片,通常是一颗93C46。里面记录了网卡芯片的供应商ID、子系统供应商ID、网卡的MAC地址、网卡的一些配置,如SMI总线上PHY的地址,BOOTROM的容量,是否启用BOOTROM引导系统等东西。
很多网卡上还有BOOTROM这个东西。它是用于无盘工作站引导操作系统的。既然无盘,一些引导用必需用到的程序和协议栈就放到里面了,例如RPL、 PXE等。实际上它就是一个标准的PCI ROM。所以才会有一些硬盘写保护卡可以通过烧写网卡的BootRom来实现。其实PCI设备的ROM是可以放到主板BIOS里面的。启动电脑的时候一样可以检测到这个ROM并且正确识别它是什么设备的。AGP在配置上和PCI很多地方一样,所以很多显卡的BIOS也可以放到主板BIOS里面。这就是为什么板载的网卡我们从来没有看到过BOOTROM的原因。
2.工作过程
PHY在发送数据的时候,收到MAC过来的数据(对PHY来说,没有帧的概念,对它来说,都是数据而不管什么地址,数据还是CRC),每4bit就增加 1bit的检错码,然后把并行数据转化为串行流数据,再按照物理层的编码规则(10Based-T的NRZ编码或100based-T的曼彻斯特编码)把数据编码,再变为模拟信号把数据送出去。收数据时的流程反之。现在来了解PHY的输出后面部分。一颗CMOS制程的芯片工作的时候产生的信号电平总是大于 0V的(这取决于芯片的制程和设计需求),但是这样的信号送到100米甚至更长的地方会有很大的直流分量的损失。而且如果外部网现直接和芯片相连的话,电磁感应(打雷)和静电,很容易造成芯片的损坏。
再就是设备接地方法不同,电网环境不同会导致双方的0V电平不一致,这样信号从A传到B,由于A设备的0V电平和B点的0V电平不一样,这样会导致很大的电流从电势高的设备流向电势低的设备。我们如何解决这个问题呢?
这时就出现了Transformer(隔离变压器)这个器件。它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号,并且通过电磁场的转换耦合到连接网线的另外一端。这样不但使网线和PHY之间没有物理上的连接而换传递了信号,隔断了信号中的直流分量,还可以在不同0V电平的设备中传送数据。
隔离变压器本身就是设计为耐2KV~3KV的电压的。也起到了防雷感应(我个人认为这里用防雷击不合适)保护的作用。有些朋友的网络设备在雷雨天气时容易被烧坏,大都是PCB设计不合理造成的,而且大都烧毁了设备的接口,很少有芯片被烧毁的,就是隔离变压器起到了保护作用。
发送数据时,网卡首先侦听介质上是否有载波(载波由电压指示),如果有,则认为其他站点正在传送信息,继续侦听介质。一旦通信介质在一定时间段内(称为帧间缝隙IFG=9.6微秒)是安静的,即没有被其他站点占用,则开始进行帧数据发送,同时继续侦听通信介质,以检测冲突。在发送数据期间,如果检测到冲突,则立即停止该次发送,并向介质发送一个“阻塞”信号,告知其他站点已经发生冲突,从而丢弃那些可能一直在接收的受到损坏的帧数据,并等待一段随机时间(CSMA/CD确定等待时间的算法是二进制指数退避算法)。在等待一段随机时间后,再进行新的发送。如果重传多次后(大于16次)仍发生冲突,就放弃发送。
接收时,网卡浏览介质上传输的每个帧,如果其长度小于64字节,则认为是冲突碎片。如果接收到的帧不是冲突碎片且目的地址是本地地址,则对帧进行完整性校验,如果帧长度大于1518字节(称为超长帧,可能由错误的LAN驱动程序或干扰造成)或未能通过CRC校验,则认为该帧发生了畸变。通过校验的帧被认为是有效的,网卡将它接收下来进行本地处理
B. 网线形成环路会导致网速变慢吗
家用网线为双绞线,一根双绞线内部由8根细线和一根抗拉线组成,而绝缘皮是可以抗干扰和防止电磁波的,即使环绕,也不会因为互相之间干扰而影响网速。
但是环绕后使网线的长度变长,过长的网线有可能影响网速。理论上,网线的最长长度不能超过100米。 如果网线的质量好,抗拉性和屏蔽干扰的性能强,最长的长度可以达到120左右,不建议再长。
网线不能过长的原因:
电脑能识别的语言就只有0和1,网络得传输信号就是0和1。这些信号通过网线的时候变成了电流,而网线的电流强度是-15v和+15v之间,电流通过网线传输的时候会有电阻。所以,根据高压输电原理,线路越长,就要用越大的电压等级来输电。如果网线过长,但是这么低的电压,就会导致信号减弱,直至丢失。因此网线不宜过长。
C. 什么是网络适配器有什么作用
网络适配器又称网卡或网络接口卡(NIC),英文名NetworkInterfaceCard。它是使计算机联网的设备。平常所说的网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器。网卡(NIC) 插在计算机主板插槽中,负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式,通过网络介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。它的基本功能为:从并行到串行的数据转换,包的装配和拆装,网络存取控制,数据缓存和网络信号。目前主要是8位和16位网卡。 网卡必须具备两大技术:网卡驱动程序和I/O技术。驱动程序使网卡和网络操作系统兼容,实现PC机与网络的通信。I/O技术可以通过数据总线实现PC和网卡之间的通信。网卡是计算机网络中最基本的元素。在计算机局域网络中,如果有一台计算机没有网卡,那么这台计算机将不能和其他计算机通信,也就是说,这台计算机和网络是孤立的。 网卡的不同分类:根据网络技术的不同,网卡的分类也有所不同,如大家所熟知的ATM网卡、令牌环网卡和以太网网卡等。据统计,目前约有80%的局域网采用以太网技术。根据工作对象的不同务器的工作特点而专门设计的,价格较贵,但性能很好。就兼容网卡而言,目前,网卡一般分为普通工作站网卡和服务器专用网卡。服务器专用网卡是为了适应网络服种类较多,性能也有差异,可按以下的标准进行分类:按网卡所支持带宽的不同可分为10M网卡、100M网卡、10/100M自适应网卡、1000M网卡几种;根据网卡总线类型的不同,主要分为ISA网卡、EISA网卡和PCI网卡三大类,其中ISA网卡和PCI网卡较常使用。ISA总线网卡的带宽一般为10M,PCI总线网卡的带宽从10M到1000M都有。同样是10M网卡,因为ISA总线为16位,而PCI总线为32位,所以PCI网卡要比ISA网卡快。 网卡的接口类型:根据传输介质的不同,网卡出现了AUI接口(粗缆接口)、BNC接口(细缆接口)和RJ-45接口(双绞线接口)三种接口类型。所以在选用网卡时,应注意网卡所支持的接口类型,否则可能不适用于你的网络。市面上常见的10M网卡主要有单口网卡(RJ-45接口或BNC接口)和双口网卡(RJ-45和BNC两种接口),带有AUI粗缆接口的网卡较少。而100M和1000M网卡一般为单口卡(RJ-45接口)。除网卡的接口外,我们在选用网卡时还常常要注意网卡是否支持无盘启动。必要时还要考虑网卡是否支持光纤连接。 网卡的选购:据统计,目前绝大多数的局域网采用以太网技术,因而重点以以太网网卡为例,讲一些选购网卡时应注意的问题。购买时应注意以下几个重点: 网卡的应用领域----目前,以太网网卡有10M、100M、10M/100M及千兆网卡。对于大数据量网络来说,服务器应该采用千兆以太网网卡,这种网卡多用于服务器与交换机之间的连接,以提高整体系统的响应速率。而10M、100M和10M/100M网卡则属人们经常购买且常用的网络设备,这三种产品的价格相差不大。所谓10M/100M自适应是指网卡可以与远端网络设备(集线器或交换机)自动协商,确定当前的可用速率是10M还是100M。对于通常的文件共享等应用来说,10M网卡就已经足够了,但对于将来可能的语音和视频等应用来说,100M网卡将更利于实时应用的传输。鉴于10M技术已经拥有的基础(如以前的集线器和交换机等),通常的变通方法是购买10M/100M网卡,这样既有利于保护已有的投资,又有利于网络的进一步扩展。就整体价格和技术发展而言,千兆以太网到桌面机尚需时日,但10M的时代已经逐渐远去。因而对中小企业来说,10M/100M网卡应该是采购时的首选。 注意总线接口方式----当前台式机和笔记本电脑中常见的总线接口方式都可以从主流网卡厂商那里找到适用的产品。但值得注意的是,市场上很难找到ISA接口的100M网卡。1994年以来,PCI总线架构日益成为网卡的首选总线,目前已牢固地确立了在服务器和高端桌面机中的地位。即将到来的转变是这种网卡将推广到所有的桌面机中。PCI以太网网卡的高性能、易用性和增强了的可靠性使其被标准以太网网络所广泛采用,并得到了PC业界的支持。 网卡兼容性和运用的技术----快速以太网在桌面一级普遍采用100BaseTX技术,以UTP为传输介质,因此,快速以太网的网卡设一个RJ45接口。由于小办公室网络普遍采用双绞线作为网络的传输介质,并进行结构化布线,因此,选择单一RJ45接口的网卡就可以了。适用性好的网卡应通过各主流操作系统的认证,至少具备如下操作系统的驱动程序:Windows、Netware、Unix和OS/2。智能网卡上自带处理器或带有专门设计的AISC芯片,可承担使用非智能网卡时由计算机处理器承担的一部分任务,因而即使在网络信息流量很大时,也极少占用计算机的内存和CPU时间。智能网卡性能好,价格也较高,主要用在服务器上。另外,有的网卡在BootROM上做文章,加入防病毒功能;有的网卡则与主机板配合,借助一定的软件,实现WakeonLAN(远程唤醒)功能,可以通过网络远程启动计算机;还有的计算机则干脆将网卡集成到了主机板上。 网卡生产商----由于网卡技术的成熟性,目前生产以太网网卡的厂商除了国外的3Com、英特尔和IBM等公司之外,台湾的厂商以生产能力强且多在内地设厂等优势,其价格相对比较便宜。
D. 什么是环线线网,有什么优缺点
环网是一种网络结构,网络中的设备互联成闭合的环路,有的甚至不止一个闭合的环路,当网络上的任一节点故障,网络断开一处,联网的设备依然可以通过其他途工作,城市的供电系统、互联网等网络结构就是如此。 如发电厂的输电线路出厂有两条,一左一右,沿途向用户供电,两条线路在中间汇合,形成一个环网,只要线路只有一处断开,供电依然正常,可见环网提高了供电的可靠性,当然,实际连接、控制没这么简单。
环形网络拓扑 优点:稳定,容灾能力强。
缺点:成本估计要高出一倍,甚至更多。
现在中小型企业主流的还是 星形网络拓扑。不过很多企业把星形拓扑和环形网络拓扑做了结合。
E. 网络适配器(网卡)的作用是什么,工作在哪一层
一、网络适配器(网卡)的作用:
1、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。
2、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
3、编码与译码
即曼彻斯特编码与译码。
二、网络适配器(网卡)工作在数据链路层和物理层,在数据链路层负责CSMA/CD协议,在物理层负责将数据转化成0101数字信号。
(5)形成环网时网络适配器会怎么样扩展阅读
网卡的工作原理:
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类繁多,但其功能大同小异。
F. 路由环会引起什么问题
慢收敛,广播风暴,路由不一致。
正常情况下,路由器会定期将路由表发送给邻居路由器含铅。而触发更新就是立刻发送路由更新信息,以响应某些变化。检测到网络故障的路由器会立即发送一个更新信息给邻居路由器,并依次产生触发更新通知邻居路由器,使整个网络上的路由器在最短的时间内收到更新信息,从而快速了解整个网络的变化。
(6)形成环网时网络适配器会怎么样扩展阅读:
注意事项:
路由环路出现在互联网的各个层面,不同环路的出现原因与解决方法也不同。通常网络环路分为第二层环路和第李老谨三层环路,所有环路的形成都是由目的路径不明确导致混乱而造成的。二层环路主要就是交换机广播流的恶性循环。
三个交换机两两相连时,一个数据帧会在其中无限循环。生成树就是为了让交换网络中防环而出现的。
G. 网络形成环网怎样解决
网络上有环路严重的会造成网络瘫痪。环路有物理连接造成的,也有网络设备数据配置失误产生。如果有一台家用5口普通交换机,将同一根网线的两个RJ45水晶头插在交换机任意两个端口上,这样就形成了一个最简单的物理环路。
如果是单位、学校等局域网之类的网络环境产生了环路,且单位有多台交换机,最简单的办法是逐台交换机与局域网断开,当某台交换机断开后网络恢复正常,就找到产生环路的交换机了。然后再检查该交换机的每根网线连接是否有问题,还要检查该交换机连接到哪个地方去了,那些地方是不是有人为的失误造成的环路。