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类别:硬件手记

你来我往谈网络设备--网卡篇

ITdoor.net/zhpa

名词解释:

·网卡:(NIC)是计算机局域网中最重要的连接设备,计算机主要通过网卡连接网络.在网络中,网卡的工作是双重的:一方面它负责接收网络上传过来的数据包,解包后,将数据通过主板上的总线传输给本地计算机;另一方面它将本地计算机上的数据打包后送入网络。

·计算机网络:是计算机技术和通信技术发展的产物,是随着社会对信息共享、信息传递的要求而发展起来的。所谓计算机网络就是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来,以功能完善的网络软件(即网络通信协议、信息交换方式及网络操作系统等)实现网络中资源共享和信息传递的系统。

·计算机网络组成:通常由三部分组成,即资源子网、通信子网和通信协议。
资源子网:是计算机网络中面向用户的部分,负责全网络面向应用的数据处理工作,其主体是连入计算机网络内的所有主计算机,以及这些计算机所拥有的面向用户端的外部设备、软件和可供共享的数据等。

通信子网:四计算机网络中负责数据通信的部分,通信传输介质可以是双绞线、同轴电缆、无线电通信、微波、光导纤维等。

通信协议:为使网内各计算机之间的通信可靠有效,通信双方双方必须共同遵守的规则和约定称为通信协议。

·资源共享:包括硬件和软件资源。硬件资源如具有特殊功能的高性能处理部件,高性能的输入输出设备(激光打印机、绘图仪等)以及大容量的辅助存储设备(如磁带机、大容量硬盘驱动器等),它们的共享可以节省硬件开销。软件资源如软件和数据。

·局域网:是一个通讯系统,他允许数台彼此独立的电脑,在适当的范围内,以适当的传输速率直接进行沟通。一般网络可依其规模来分类,通常我们在办公室或家中使用的,大都属于局域网,这种网络由于电脑间的距离短,且不必经过太多网络设备的中继,所以感觉上速度较快,但也因此适用范围较小。

·广域网(WAN)Wide Area Network:和局域网相对,凡超过局域网范围的,都可以算为广域网。

·城域网(MAN)Metropolitan ARea Network:在一个城市范围内操作的网络,或者在物理上使用城市基础电信设施(如地下电缆系统)的网络,有时从WAN中区分出来,称为城域网。

·网络体系结构:是指通信系统的整体设计,它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。它广泛采用的是国际标准化组织(ISO)在1979年提出的开放系统互连(OSI-Open System Interconnection)的参考模型。OSI参考模型用物理层、数据链路层、网络层、传送层、对话层、表示层和应用层七个层次描述网络的结构,它的规范对所有的厂商是开放的,具有知道国际网络结构和开放系统走向的作用。它直接影响总线、接口和网络的性能。目前常见的网络体系结构有FDDI、以太网、令牌环网和快速以太网等。从网络互连的角度看,网络体系结构的关键要素是协议和拓扑。

·协议(Protocol):是对数据格式和计算机之间交换数据时必须遵守的规则的正式描述。简单的说了,网络中的计算机要能够互相顺利的通信,就必须讲同样的语言,语言就相当于协议,它分为Ethernet、NetBEUI、IPX/SPX以及TCP/IP协议。

·拓扑结构:是指网络中各个站点相互连接的形式,主要有总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑以及它们的混合型。

·FDDI/CDDI:由美国国家标准协会ANSI的X3T9.5制定。速率为100Mbps;CDDI是基于铜电缆(双绞线)的FDDI。FDDI技术成熟,网络可延伸100公里,且由于采用环形结构和优良的管理能力,具有高可靠性。价格贵,安装复杂,标准完善,技术成熟,支持的软硬件产品丰富。

·IEEE802.5/令牌环网:常用于IBM系统中,其支持的速率为4Mbps和16Mbps两种。目前Novell、IBM LAN Server支持16MbpsIEEE802.5/令牌环网技术。

·交换以太网:其支持的协议仍然是IEEE802.3/以太网,但提供多个单独的 10Mbps端口。它与原来的IEEE802.3/以太网完全兼容,并且克服了共享10Mbps带来的网络效率下降。

·100BASE-T快速以太网:与10BASE-T的区别在于将网络的速率提高了十倍,即100M。采用了FDDI的PMD协议,但价格比FDDI便宜。100BASE-T的标准由IEEE802.3制定。与10BASE-T采用相同的媒体访问技术、类似的步线规则和相同的引出线,易于与10BASE-T集成。每个网段只允许两个中继器,最大网络跨度为210米。

·IEEE802.3/Ethernet(以太网):目前最广泛的媒体访问技术,通常在OSI模型的物理层和数据链路层操作。是Novell、Widows NT、 IBM、UNIX网络 LANServer、DECNET等低层所采用的主要媒体访问技术,组网方式灵活、方便、且支持的软硬件产品众多。其速率为共享型10Mbps。根据不同的媒体可分为:10BASE-2(同轴粗缆)、10BASE-5(同轴细缆)、10BASE-T(双绞线)及10BASE-FL(光纤)。

·NETBIOS/NETBEUI:NETBIOS是局域网软件接口的工业标准,可支持多种传输媒体。NETBEUI是NETBIOS的扩展用户接口,为Microaoft Windows NT和IBM的LAN Manager所采用。NETBIOS研制较早,比较简单,未考虑网间互连的情况,其命名方案不适合多种操作系统。

·IPX/SPX:NOVELL网的主要协议。目前,支持IPX/SPX的软硬件,I/O设备很多。OSI参考模型中,相当于第三、四层(网络层、传输层)的。NOVELL网中,可在IPX上加载IP协议NETBIOS协议。

·TCP/IP:IP在UNIX中广泛配置,成为事实上的国际工业标准。IP也是Internet的主要协议。IP协议可横跨局域网、广域网,几乎所有局域网、广域网设备均支持IP协议,是统一媒体传输方式的最佳协议。IP协议为数据类协议,其传输的响应时间较好,协议交互少,较适合高速传输的需要。

·总线型拓扑:采用单根传输线作为传输介质,所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到干线电缆即总线上。

·星型拓扑:所有站点都连接到一个中心点,此中心点称作网络的集线器(HUB)。

·环型拓扑:所有站点彼此串行连接,就象链子一样,构成一个回路或称作环。

·混合型拓扑:在居域网之间互连后,会出现某几种拓扑结构的混合形式,即混合型拓扑。

·传输介质:是通信网络中发送方和接受方之间的物理通路,目前常用的网络传输介质有双绞线、同轴电缆和光缆等。

·双绞线:是综合布线系统中最常用的一种传输介质,尤其在星型网络拓扑中,双绞线是必不可少的布线材料。双绞线电缆中封装着一对或一对以上的双绞线,为了降低信号的干扰程度,为了降低信号的干扰程度,每一对双绞线一般由两根绝缘铜导线相互缠绕而成。双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两大类。其中,STP又分为3类和5类两种,而UTP分为3类、4类、5类、超5类四种,同时,6类和7类双绞线也会在不远的将来运用于计算机网络的布线系统。

·RJ-45接头:每条双绞线两头通过安装RJ-45连接器(俗称水晶头)与网卡和集线器(或交换机)相连。

·同轴电缆:是由一根空心的圆柱网状铜导体和一根位于中心轴线的铜导线组成,铜导线、空心圆柱导体和外界之间用绝缘材料隔开。与双绞线相比,同轴电缆的抗干扰能力强,屏蔽性能好,所以常用于设备与设备之间的连接,或用于总线型网络拓扑中。根据直径的不同,又可分为细缆和粗缆两种。 ·BNC接头:细缆两端安装BNC连接头,通过专用T型连接器与网卡和集线器(或交换机)相连。

·光纤:光纤即光导纤维,是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质,光缆由多条光纤组成。与双绞线和同轴电缆相比,光缆适应了目前网络对长距离传输大容量信息的要求,在计算机网络中发挥着十分重要的作用。

·半双工:它的意思是虽然网卡可以接收发送数据,但是一次只能做一种动作,不能同时收发。

·全双工:就是能够"同时"接收与发送信号,譬如电话就是一种全双工传输设备,我们在听对方讲话的同时,也可以发话给对方。理论上,全双工传输可以提高网络效率,但是实际上仍是配合其他相关设备才有用。例如必须选用双绞线的网络缆线才可以全双工传输,而且中间所接的集线器(HUB),也要能全双工传输;最后,所采用的网络操作系统也得支持全双工作业,如此才能真正发挥全双工传输的威力。

·Programmed I/O:这是从早期使用迄今,行之有效的传输方式,当年NOVELL公司风靡全球的NE 2000网卡便是采用这种方式。这种传输方式传输效率不容易提高,一旦遇到大量数据的情况便成了传输的瓶颈。

·Shared Memory:这类的网卡把要传输的数据放到卡上的存储器,而这块存储器必须事先占用一端地址(大多数占用640-1024KB之间的地址),有了这个地址,这块存储器就可视为主机板存储器的一部分:当主机向网卡要数据时,便直接到这块存储器取回;反之,将数据放到存储器也等于是传给了网卡。如果将PROGRAMMED I/O方式比喻成用勺子舀水,那SHARED MEMORY便是以桶打水,在传输量多时更能突出它的效率。

·Bus Master:这类网卡上有一片控制芯片(CONTROLLER),专门用来管制整个传输过程及总线的使用,由于控制动作由这片芯片代劳,数据可以直接从网卡传给主机板,不必I/O PROT,也不必经过CPU。由于不占用CPU宝贵的时间,能有效减低系统的负担,因此特别适用在服务器上。多数EISA、MCA、PCI接口的网卡都支持用这种BUS MASTER方式与主机板沟通。

·802.3x流控制:由于数据传输更有效而提高了性能。网卡通过与交换机通信来确立最佳的数据传输。

·Parallel Tasking技术:3COM公司专利技术,此技术能够在10Mbps 或100 Mbps连接时使数据传输速度最高 。

·Parallel Tasking II技术:3COM公司专利技术,此技术能够降低CPU占用率,还由于数据更有效在PCI总线上传输而提高了应用性能 。在过去,在一个总线主操作周期里网卡至多每次只让64字节的数据在PCI总线上传输。为了把一个1514 字节的数据包全部传输到PC主机, 就需要24个单独的总线主操作周期,这使总线的效率很低。有了Parallel Tasking II技术之 后,网卡就能够在一个总线主操作周期里在总线上传输整个Ethernet数据包,这极大地提高 了PCI总线的效率。其结果是加快了传输速度并改善了系统性能,使台式机和服务器的应用软 件工作得更好。

·32位总线主控DMA:宽数据通路和高速传输以及低的CPU占用率提供了最佳的系统性能。

·交互式访问技术:网卡可以动态分析网络信息流,进而调整网络性能。

·远程唤醒:使网络管理人员可以在中心地点命令远程PC通电,便于在下班时间更新和维护台式机(PC主板必须装有3脚的远程唤醒连接器;还要求配备Desktop Management Application 软件,该软件能产生Magic Packet TM远程唤醒信号) 。

·DMI2.0:使远程PC能够记录和报告PC的状态,以改善桌面管理 。

·3Com DynamicAccess 软件:是3Com Fast EtherLink XL系列的有机组成部分,为网卡增加各种智能。它包括1、通过服务类别来区分数据流的优先级。为时间要求高的数据分配高优先级,以改善多媒体和关键性商业应用的性能;2、分布式RMON(dRMON)SmartAgent TM软件。 该软件能在交换型和高速的网络环境中提供全面的廉价的网络管理,其中包括支持所有类别的远程监控;3、Fast IP软件。该软件最大限度地缓解了路由器可能产生的各种瓶颈,从而提高了网间互联性能;4、有效的多点播控制。这种控制能够在多点播数据流充斥LAN之前自动滤除不必要的多点播流,从而扩大了网络的有用带宽。

·100VG-ANYLAN:由HP,AT&T组织开发,由IEEE802.12制定标准。其优点为可以基于目前的三类8芯双绞线组网,且支持优先调度,适合传送多媒体信息,价格便宜。缺点是标准不成熟、缺乏容错功能的主干,保密性有限,且支持产品较少。 ·ATM:高速的基于分组的网络,是未来信息高速公路的主要通信传输手段。ATM标准有ATM论坛制定(150多个国家参加)。基于53个字节的信元进行数据交换,速率可达25M、34M、45M、50M、155M、622M,并可达数Gbps。ATM支持产品越来越多,但价格较高。

发展历史:

80年代,随着微机技术的发展,微机居域网技术和产品获得迅速的发展。80年代末期,国外微机界已预言,90年代微机使用的环境就是网络。事实上确实如此,微机居域网的发展在整个计算机网络领域中具有相当大的影响,数以千计的微机网络用户分布在各个应用领域中促进了网络应用技术的发展,从而也加速微机网络技术的发展。

过去一直是国外微机居域网产品占据着网络市场,其中建网用户数占先的主要有NOVELL、3COM、IBM、BANYAN以及SUN等公司的产品。随着网络的发展,台湾的厂商以生产能力强且多在内地设厂等优势,也迅速的发展起来,象D-LINK,TP-LINK等品牌逐渐走向成熟,另外国内的计算机产品生产商如实达、联想也纷纷生产出各自的网络产品。

  其实网卡的发展史也就是网络的发展史.....

网卡杂谈:

网卡的不同分类: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WakeonLAN(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。

   
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