網(wǎng)卡基本知識(shí)與工作原理

如今網(wǎng)卡已經(jīng)作為電腦的必配網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。不管是整體出售的品牌電腦還是單獨(dú)出售的電腦主板，都集成網(wǎng)卡芯片擁有一個(gè)甚至多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口(RJ45)。由此可見(jiàn)，網(wǎng)卡是我們使用電腦中所能接觸到的第一件網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。下面我們一起來(lái)看看網(wǎng)卡的基本工作原理。

一、網(wǎng)卡工作原理

發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)卡首先偵聽(tīng)介質(zhì)上是否有載波(載波由電壓指示)，如果有，則認(rèn)為其他站點(diǎn)正在傳送信息，繼續(xù)偵聽(tīng)介質(zhì)。一旦通信介質(zhì)在一定時(shí)間段內(nèi)(稱(chēng)為幀間縫隙IFG=9.6微秒)是安靜的，即沒(méi)有被其他站點(diǎn)占用，則開(kāi)始進(jìn)行幀數(shù)據(jù)發(fā)送，同時(shí)繼續(xù)偵聽(tīng)通信介質(zhì)，以檢測(cè)沖突。在發(fā)送數(shù)據(jù)期間。

如果檢測(cè)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”信號(hào)，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(zhǎng)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(duì)幀進(jìn)行完整性校驗(yàn)，如果幀長(zhǎng)度大于1518字節(jié)(稱(chēng)為超長(zhǎng)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(guò)CRC校驗(yàn)，則認(rèn)為該幀發(fā)生了畸變。通過(guò)校驗(yàn)的幀被認(rèn)為是有效的，網(wǎng)卡將它接收下來(lái)進(jìn)行本地處理。

二、網(wǎng)卡的基本知識(shí)

我們?cè)谑褂镁W(wǎng)卡的時(shí)候，總是與它的接口打交道。不管你是接ADSL上網(wǎng)還是接LAN連接內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)線放入接口的時(shí)候“咔嚓的一聲”則表示OK你連接正確，這就是RJ45接口。至今人類(lèi)所使用的最廣泛的網(wǎng)絡(luò)接口，它主要應(yīng)用在以太網(wǎng)中，于交換機(jī)、路由器或者ADSL等設(shè)備配合使用，其作為連接的網(wǎng)線學(xué)名叫雙絞線。既然上面說(shuō)了主流接口，現(xiàn)在說(shuō)一下非主流。BNC接口:稍微接觸電腦早點(diǎn)的朋友應(yīng)該記得它，這個(gè)接口是96年至99年的時(shí)候，流行于那個(gè)時(shí)期網(wǎng)吧中。它的接口是凸出，類(lèi)似閉路電視那種。所使用的網(wǎng)線叫做細(xì)同軸線，以以太網(wǎng)或者令牌環(huán)傳輸，不需要配置當(dāng)時(shí)昂貴的交換機(jī)。因?yàn)槠浣?jīng)濟(jì)實(shí)惠的特點(diǎn)，所以深受早期的網(wǎng)吧或公司的喜愛(ài)?，F(xiàn)在，只有在學(xué)校機(jī)房的廢品堆、2手電腦市場(chǎng)的壓貨箱的最低層中還偶爾找得到它的身影。它現(xiàn)在得唯一作用就是收藏。其他諸如光纖接口(FDDI) UBS接口等這里就不一一介紹了。想興趣的朋友可以PM偶.網(wǎng)卡的速度。我們偉大的革命家，改革開(kāi)放的總設(shè)計(jì)師鄧小平同志。www.pc841.com電腦配置

曾經(jīng)有句金率名言 “不管白貓黑貓，只要抓到老鼠就是好貓”。同樣，網(wǎng)卡也必須靠速度來(lái)衡量。進(jìn)入信息時(shí)代以后，科學(xué)技術(shù)是坐上了飛機(jī)“一日千里”，網(wǎng)絡(luò)通訊的傳輸速度也是與日聚增，根據(jù)電信服務(wù)行業(yè)的摩爾定律，每隔6個(gè)月主干網(wǎng)絡(luò)容量就擴(kuò)大一倍。至于主流以太網(wǎng)絡(luò)到?jīng)]有這么快，不過(guò)100M 、1000M也是主流。如今隨手拿到一張網(wǎng)卡，傳輸速度最起碼都有100M，稍微高檔點(diǎn)就是1000M網(wǎng)卡。這里我將從2個(gè)角度分析網(wǎng)卡速度的實(shí)際效果和應(yīng)用環(huán)境。1.白貓黑貓——速度的實(shí)際傳輸。在說(shuō)網(wǎng)卡速度之前，我們先來(lái)看看一個(gè)計(jì)算機(jī)公式。1Byte=8bit，漢語(yǔ)翻譯：一個(gè)字節(jié)等于8位。網(wǎng)卡速度100Mbase=100Mbit=12.5MByte，漢語(yǔ)翻譯：百兆網(wǎng)絡(luò)速度等于百兆位等于十二點(diǎn)五兆字節(jié)。1 Byte = 8 bit bps = bit per second B/s = Byte per second 注意看b的大小寫(xiě) ~~bit per second 默認(rèn)寫(xiě)法是 bps ，貌似沒(méi)有Bps這種寫(xiě)法(Byte 一般用B/s) 。

~~以上公式表示網(wǎng)絡(luò)速度跟我們電腦文件所采用的單位不一樣，必須有個(gè)位變字節(jié)的單位轉(zhuǎn)換。如此說(shuō)來(lái)，電信ADSL所謂的1M帶寬就等同于最快下載速度只有125K，至于小區(qū)寬帶所謂單獨(dú)提供10M 、100M速度，那不過(guò)是營(yíng)銷(xiāo)學(xué)中“忽悠的藝術(shù)”。通過(guò)上面的介紹，大家一定對(duì)網(wǎng)絡(luò)速度有了了解，好我們接著往下看。自然而然，1000M的實(shí)際速度等于125MByte，那么我們?cè)趯?shí)際運(yùn)用中能達(dá)到這么快嘛?

答案是否定的。網(wǎng)卡在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的傳輸必須通過(guò)母體主板的PCI總線進(jìn)行傳輸，但遺憾的是32位PCI總線只有133MB/s的帶寬，而所有的PCI設(shè)備共享總線帶寬，被千兆網(wǎng)卡占去125MB/s后，還怎么去照顧IDE控制器、聲卡、視頻卡、IDE卡、電視卡等一大堆七姑八嬸小姨子呢。由此可見(jiàn)，在主流電腦上所采用的千兆網(wǎng)卡均無(wú)法發(fā)揮標(biāo)值的速度。根據(jù)，眾多測(cè)試得出的實(shí)際速度在37.5MB/s左右，算一個(gè)350MB的網(wǎng)卡，充其量不過(guò)百兆網(wǎng)卡的3至4倍。當(dāng)然，千兆網(wǎng)卡也不乏名副其實(shí)的。(1).64位PCI總線：64位PCI總線帶寬最高可達(dá)533MB/s。當(dāng)家用辦公電腦還在32位PCI總線停留的時(shí)候，服務(wù)器早就用上64位PCI，這種PCI插槽比32位長(zhǎng)，但是兼容32位設(shè)備，同時(shí)64位的設(shè)備也可以在32位插槽上使用，不過(guò)呢性能就得打個(gè)折。不過(guò)，其價(jià)格高昂，也只有在服務(wù)器上面所使用，家用不劃算。(2).CSA總線：說(shuō)到CSA總線，就不得不提到INTEL公司03年發(fā)布865 875主板芯片。

這兩種芯片有個(gè)獨(dú)特得功能，就是在北橋開(kāi)辟一條CSA總線，具有266MB/s得獨(dú)享帶寬。使千兆網(wǎng)卡在傳輸?shù)脮r(shí)候跳過(guò)PCI總線，直接從北橋芯片傳輸?shù)紺PU進(jìn)行處理。這個(gè)跟當(dāng)年AGP接口脫離PCI總線，自立門(mén)戶(hù)有些相似。當(dāng)然，以當(dāng)時(shí)采用875芯片主板的價(jià)格來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)千兆功能也是價(jià)格不菲。2.門(mén)當(dāng)戶(hù)對(duì)——網(wǎng)卡的應(yīng)用環(huán)境。隨著百兆網(wǎng)絡(luò)在全面普及，不管是工廠、智能樓宇、數(shù)字家庭的組網(wǎng)都是以百兆網(wǎng)絡(luò)作為起步。嘿嘿，不是百兆的都不好意思說(shuō)。由于國(guó)內(nèi)的INTERNET網(wǎng)絡(luò)速度一般只有1、2M左右，對(duì)局域網(wǎng)的內(nèi)部速度要求并不高。俗話說(shuō):有需求才有市場(chǎng)嘛，因此我們對(duì)局域網(wǎng)速度的要求主要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要來(lái)作出判斷。其中智能樓宇由于其主要是商務(wù)用途，因此這種商務(wù)樓中會(huì)集多個(gè)公司在內(nèi)，他們得辦公網(wǎng)絡(luò)都是各自獨(dú)立，而且主要用途是文件共享，郵件收發(fā)，以及ERP OA等信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)要求遠(yuǎn)未能達(dá)到百兆網(wǎng)絡(luò)的，而且數(shù)據(jù)的連續(xù)性不強(qiáng)也不需要持續(xù)傳輸，一個(gè)百兆網(wǎng)絡(luò)足以應(yīng)付。數(shù)字家庭，這里主要運(yùn)用IP技術(shù)控制家電設(shè)備、視頻監(jiān)控HDPC、中心網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器NAS、筆記本等連接。除了通過(guò)NAS遠(yuǎn)程調(diào)用HDTV影片觀看比較消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬外，其它對(duì)帶寬基本沒(méi)有消耗，百兆網(wǎng)絡(luò)足夠。而真正需要千兆網(wǎng)絡(luò)的主要有IDC服務(wù)商，大型企業(yè)等，費(fèi)用也不是一般的高，大家只需要了解下即可。

三、影響網(wǎng)卡工作的因素

網(wǎng)卡能否正常工作取決于網(wǎng)卡及其相連接的交換設(shè)備的設(shè)置以及網(wǎng)卡工作環(huán)境所產(chǎn)生的干擾。如信號(hào)干擾、接地干擾、電源干擾、輻射干擾等都可對(duì)網(wǎng)卡性能產(chǎn)生較大影響，有的干擾還可能直接導(dǎo)致網(wǎng)卡損壞。

PC機(jī)電源故障就時(shí)常導(dǎo)致網(wǎng)卡工作不正常。電源發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的放電干擾信號(hào)可能竄到網(wǎng)卡輸出端口，在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)后將占用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，破壞其他工作站的正常數(shù)據(jù)包，形成眾多的FCS幀校驗(yàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包，造成大量的重發(fā)幀和無(wú)效幀，其比例隨各個(gè)工作站實(shí)際流量的增加而增加，嚴(yán)重干擾整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行。

接地干擾也常影響網(wǎng)卡工作，接地不好時(shí)，靜電因無(wú)處釋放而在機(jī)箱上不斷積累，從而使網(wǎng)卡的接地端(通過(guò)網(wǎng)卡上部鐵片直接跟機(jī)箱相連)電壓不正常，最終導(dǎo)致網(wǎng)卡工作不正常，這種情況嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)舸┚W(wǎng)卡上的控制芯片造成網(wǎng)卡的損壞。

干擾的情況很容易出現(xiàn)，有時(shí)網(wǎng)卡和顯卡由于插得太近也會(huì)產(chǎn)生干擾。干擾不嚴(yán)重時(shí)，網(wǎng)卡能勉強(qiáng)工作，數(shù)據(jù)通信量不大時(shí)用戶(hù)往往感覺(jué)不到，但在進(jìn)行大數(shù)據(jù)量通信時(shí)，在Windows98下就會(huì)出現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)資源不足”的提示，造成機(jī)器死機(jī)現(xiàn)象。

網(wǎng)卡的設(shè)置也將直接影響工作站的速度。電腦網(wǎng)卡的工作方式可以為全雙工和半雙工，當(dāng)服務(wù)器、交換機(jī)、工作站工作狀態(tài)不匹配，如服務(wù)器、工作站網(wǎng)卡被設(shè)置為全雙工狀態(tài)，而交換機(jī)、集線器等都工作在半雙工狀態(tài)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生大量碰撞幀和一些FCS 校驗(yàn)錯(cuò)誤幀，訪問(wèn)速度將變得非常慢，從服務(wù)器上拷貝一個(gè)20MB的文件可能也需要5～10分鐘。這方面的錯(cuò)誤往往是由于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員的疏忽，大多時(shí)候他們都使用默認(rèn)設(shè)置，而并不驗(yàn)證實(shí)際狀態(tài)。