网络接口卡课件.pptx

1、1 1 网络接口卡简介网络接口卡简介 网络接口卡网络接口卡（NIC -Network Interface NIC -Network Interface CardCard）又称网络适配器）又称网络适配器 (NIA-Network (NIA-Network Interface Adapter)Interface Adapter)，简称，简称网卡网卡。用于实现。用于实现联网计算机和网络电缆之间的物理连接联网计算机和网络电缆之间的物理连接，为，为计算机之间相互通信提供一条计算机之间相互通信提供一条物理通道物理通道，并，并通过这条通道进行高速数据传输。在局域网通过这条通道进行高速数据传输。在局域网中，每

2、一台联网计算机都需要安装中，每一台联网计算机都需要安装一块或多一块或多块网卡块网卡，通过介质连接器将计算机接入网络，通过介质连接器将计算机接入网络电缆系统。电缆系统。 网络接口卡简介网络接口卡简介 网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备网络接口卡（网卡）是连接主机与网络的基本设备 每台主机都应配置一个或多个网卡 每个网卡都有一个或多个网络接口 不能独立工作，必须依赖于宿主主机 连接不同的局域网需要使用不同的网卡连接不同的局域网需要使用不同的网卡 以太网卡 令牌环网卡 FDDI网卡 ATM网卡2 2 网络接口卡网络接口卡工作原理工作原理 发送数据时发送数据时:网卡首先侦听介质上是否有载波（

3、载波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（称为帧间缝隙内（称为帧间缝隙IFG =9.6微秒）是安静的，即没微秒）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。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，并向介质如果检测到冲突，则立即停止该次发送，并向介质发送一个发送一个“阻塞阻塞”信

4、号，告知其他站点已经发生冲信号，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，并等待数据，并等待 一段随机时间（一段随机时间（CSMA/CD确定等待确定等待时间的算法是二进制指数退避算法）。在等待一段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。如果重传多次后随机时间后，再进行新的发送。如果重传多次后（大于（大于16次）仍发生冲次）仍发生冲 突，就放弃发送。突，就放弃发送。 2 2 网络接口卡网络接口卡工作原理工作原理 接收时接收时，网卡浏览介质上传输的每个帧，如，网卡浏览介质上传输的每个帧，如果其

5、长度小于果其长度小于64字节，则认为是冲突碎片。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本地地址，则对帧进行完整性校 验，如果帧验，如果帧长度大于长度大于1518字节（称为超长帧，可能由错字节（称为超长帧，可能由错误的误的LAN驱动程序或干扰造成）或未能通过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。通过校校验，则认为该帧发生了畸变。通过校验的帧被认为验的帧被认为 是有效的，网卡将它接收下来是有效的，网卡将它接收下来进行本地处理。进行本地处理。 3 网卡的结构CPU高速缓存存储器I/O

6、总线计算机至局域网网络接口卡（网卡）串行通信并行通信n 发送发送/接收部件接收部件负责信号的发送、接收n 载波检测部件载波检测部件检测介质上有否信号n 发送发送/接收控制部件及数据缓冲区接收控制部件及数据缓冲区n 曼彻斯特编码曼彻斯特编码/解码器解码器对发送的数据编码，变换成适合于在LAN上传输的信号或把接收的信号解码为二进制数据n LAN管理部件管理部件n 主机总线接口部件主机总线接口部件n CPU(部分网卡有)增强网卡智能化，减少网络传输对主机CPU的依赖，提高传输效率3 3 网卡的结构网卡的结构3 3 网卡的结构网卡的结构 以最常见的PCI接口的网卡为例，一块网卡主要由PCB线路板、主芯

7、片、数据汞、金手指(总线插槽接口)、BOOTROM、EEPROM、晶振、RJ45接口、指示灯、固定片等等，以及一些二极管、电阻电容等组成。 RJ-45接口接口 Transformer（隔离变压器或数据汞隔离变压器或数据汞 ） PHY芯片芯片 MAC芯片芯片 EEPROM BOOTROM插槽插槽 WOL接头接头 晶振晶振(石英振荡器石英振荡器 ) 电压转换芯片电压转换芯片 LED指示灯指示灯 网卡电路图原理图网卡电路图原理图 3 3 网卡的功能网卡的功能 网卡完成物理层和数据链路层的大部分功能网卡完成物理层和数据链路层的大部分功能: 数据缓存数据缓存 匹配主机数据处理速率与网络的传输速率 封装封

8、装/解封装解封装 加上控制字段以帧为单位进行传输卸下控制字段 介质访问控制介质访问控制 CSMA/CD、Token Passing 串串/并转换并转换 将主机的并行数据转换成串行位流 数据编码数据编码/解码解码 转换为适合网络介质传输的信号形式 数据发送数据发送/接收接收 网卡地址网卡地址：即网卡的物理地址，或称为MAC地址， 固化在网卡硬件中（有些网卡可由用户修改） 配置参数配置参数（跳线设置 / 软件设置 / PnP） 中断请求号中断请求号 IRQ（一般为3） I/O基地址基地址 I/O Base（一般为300H） 存储器基地址存储器基地址 Memory Base (一般为C000H) 全

9、双工全双工 / 半双工半双工 传输速率传输速率（仅10/100Mbps双速网卡可选） 4 4 网卡的配置参数网卡的配置参数 对于网卡而言，每块网卡都是一个唯一对于网卡而言，每块网卡都是一个唯一的网络节点地址，的网络节点地址，所以每块网卡上都有一个全所以每块网卡上都有一个全球唯一的球唯一的MACMAC地址（硬件地址、物理地址），地址（硬件地址、物理地址），它是网卡生产厂家在生产时烧入它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM中的，中的，且保证绝对不会重复。且保证绝对不会重复。 MACMAC地址地址是一个是一个4848位地址，位地址，MACMAC地址分为两地址分为两部分，前部分，前2424位表示网卡位表示

10、网卡制造厂家的标识号制造厂家的标识号（Vendor CodeVendor Code），由），由IEEEIEEE统一分配。后统一分配。后2424位位是网卡的系列号，由网卡的生产厂家分配是网卡的系列号，由网卡的生产厂家分配5 5 网卡的网卡的MACMAC地址及帧格式地址及帧格式第 1最高位最先发送最低位最高位最低位最后发送00110101 01111011 00010010 00000000 00000000 00000001最低位最先发送最高位最低位最高位最后发送机构惟一标志符 OUI扩展标志符高位在前低位在前十六进制表示的 EUI-48 地址： AC-DE-48-00-00-80二进制表示的

11、EUI-48 地址：第 1 字节第 6 字节I/G 比特I/G 比特字节顺序第 2第 3第 4第 5第 6第 1字节顺序第 2第 3第 4第 5第 610101100 11011110 01001000 00000000 00000000 10000000802.5802.6802.3802.4网卡上的硬件地址 路由器1A-24-F6-54-1B-0E00-00-A2-A4-2C-0220-60-8C-C7-75-2A08-00-20-47-1F-E420-60-8C-11-D2-F6路由器由于同时连接到两个网络上，因此它有两块网卡和两个硬件地址。 网卡检查 MAC 地址 n网卡从网络上每收到

12、一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 MAC 地址.n如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理。n否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。n“发往本站的帧”包括以下三种帧： n单播(unicast)帧（一对一）n广播(broadcast)帧（一对全体）n多播(multicast)帧（一对多）两种不同的 MAC 帧格式 n常用的以太网MAC帧格式有两种标准 ：nDIX Ethernet V2 标准nIEEE 的 802.3 标准n最常用的 MAC 帧是以太网以太网 V2 的格式的格式。MAC 帧字节6624IP 层物理层目的地址源地址长度/类型FCSMAC 层1010101010

13、1010 10101010101010101011前同步码帧开始定界符7 字节1 字节8 字节插入数 据MAC 子层IP 层LLC 子层802.2LLC 帧当长度/类型字段表示长度时 802.3MAC 帧以太网 V2 MAC 帧这种 802.3 + 802.2 帧已经较少使用目的地址源地址类型数 据FCS6624字节46 150043 1497111DSAP SSAP111 控制 数 据字节DSAPSSAP控制IP 数据报IP 数据报n数据字段的长度与长度字段的值不一致；n帧的长度不是整数个字节；n用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错；n数据字段的长度不在 46 1500 字节之间。n有效的

14、 MAC 帧长度为 64 1518 字节之间。n对于检查出的无效 MAC 帧就简单地丢弃。以太网不负责重传丢弃的帧。 无效的 MAC 帧 6 6 网卡的类型网卡的类型 LAN的类型的类型：、Token Ring、ATM、FDDI LAN的速度的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M 网络接口类型网络接口类型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ 主机总线类型主机总线类型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA 应用场合应用场合：服务器、工作站、笔记本：服务器、工作站、笔记本 其他附加功能其他附加功能：PnP、防病毒、远程唤醒、链路聚合等、防病毒

15、、远程唤醒、链路聚合等PCI-E接口网卡接口网卡 USB接口网卡接口网卡 PCMCIA接口网卡接口网卡 PCI-X接口网卡接口网卡 PCI接口网卡接口网卡 ISA接口网卡接口网卡 以太网卡的类型以太网卡的类型7.选购网卡时考虑的因素 网络类型网络类型：现在比较流行的有以太网，令牌环网，FDDI网等，选择时应根据网络的类型来选择相对应的网卡。 传输速率传输速率：应根据服务器或工作站的带宽需求并结合物理传输介质所能提供的最大传输速率来选择网卡的传输速率。以以太网为例，可选择的速率就有10Mbps，10/100Mbps，1000Mbps，甚至10Gbps等多种，但不是速率越高就越合适。例如，为连接在

16、只具备100M传输速度的双绞线上的计算机配置1000M的网卡就是一种浪费，因为其至多也只能实现100M的传输速率。7.选购网卡时考虑的因素 总线类型总线类型：计算机中常见的总线插槽类型有：计算机中常见的总线插槽类型有：ISA、EISA、VESA、PCI 和和 PCMCIA等。在服务器上通常使用等。在服务器上通常使用PCI或或EISA总线的智能型网卡，工作站则采用可用总线的智能型网卡，工作站则采用可用PCI或或ISA总总线的普通网卡，在笔记本电脑则用线的普通网卡，在笔记本电脑则用PCMCIA总线的网卡或总线的网卡或采用并行接口的便携式网卡。目前采用并行接口的便携式网卡。目前PC机基本上已不再支持

17、机基本上已不再支持ISA连接，所以当为自己的连接，所以当为自己的PC机购买网卡时，千万不要选机购买网卡时，千万不要选购已经过时的购已经过时的ISA网卡，而应当选购网卡，而应当选购PCI网卡。网卡。 网卡支持的电缆接口网卡支持的电缆接口：网卡最终是要与网络进行连接，所：网卡最终是要与网络进行连接，所以也就必须有一个接口使网线通过它与其它计算机网络设以也就必须有一个接口使网线通过它与其它计算机网络设备连接起来。不同的网络接口适用于不同的网络类型，目备连接起来。不同的网络接口适用于不同的网络类型，目前常见的接口主要有以太网的前常见的接口主要有以太网的RJ-45接口、细同轴电缆的接口、细同轴电缆的BN

18、C接口和粗同轴电接口和粗同轴电AUI接口、接口、FDDI接口、接口、ATM接口等。接口等。而且有的网卡为了适用于更广泛的应用环境，提供了两种而且有的网卡为了适用于更广泛的应用环境，提供了两种或多种类型的接口，如有的网卡会同时提供或多种类型的接口，如有的网卡会同时提供RJ-45、BNC接口或接口或AUI接口。接口。 价格与品牌价格与品牌：不同速率、不同品牌的网卡价格差别较大。：不同速率、不同品牌的网卡价格差别较大。 常见的网卡品牌介绍常见的网卡品牌介绍 Intel Realtek，中文叫做瑞昱 Broadcom公司创立于1991年，是世界上最大的无生产线半导体公司之一，总部位于美国加利福尼亚州的

19、尔湾。 VIA和和SIS添加网络协议添加网络协议设置登录到域设置登录到域选中选中“microsoft网网络用户络用户”，点击，点击“属性属性”，选中，选中“登录到登录到Windows NT域域”，输入域名：，输入域名：domain。设置设置TCP/IP协议协议 选中TCP/IP协议，点击【属性】 。设置设置IP地址地址 【TCP/IP属性】窗口中，先单击【IP地址】标签，我们来配置本机的IP地址和子网掩码(每个正式入网的用户都事先被分配给了一个合法IP地址，不同的用户拥有各自不同的IP地址和相同的子网掩码，如有疑问请到网络中心查询)。本例中为：IP地址：10.20.0.158，子网掩码：255

20、.255.0.0。设置设置IP地址地址设置网关设置网关用鼠标单击用鼠标单击【网关网关】标签，进入如图标签，进入如图3-33-3，在这里输入新增网关在这里输入新增网关(10.20.0.254)的地址后，的地址后，再单击再单击【添加添加(A)】按按钮把它添加到钮把它添加到【已安已安装的网关装的网关( (I I) )：】中。中。设置设置DNS(域名服务器域名服务器) 为了今后能够以计算机的名字来方便地访为了今后能够以计算机的名字来方便地访问问Internet服务，我们还要指定服务，我们还要指定DNS(域名域名服服务器务器)的的IP地址。地址。用鼠标选中用鼠标选中【DNSDNS配置配置】标签，设置如下

21、：标签，设置如下：主机主机( (H H) )：mail (mail (本计算机名或任意名本计算机名或任意名) ) 域域( (O O) )：可以为空：可以为空 DNSDNS服务器搜索顺序：服务器搜索顺序：10.1.8.1;10.20.0.210.1.8.1;10.20.0.2域后缀搜索顺序：可以为空域后缀搜索顺序：可以为空设置设置DNS(域名服务器域名服务器)设置文件及打印共享设置文件及打印共享网络连通性测试方法网络连通性测试方法观察集线器和网卡状态指示灯的变化利用网卡自带的测试和诊断软件利用高层命令和软件（如ping命令等）测试网络连通情况 测试网络连通情况时，通常使用ping命令。在Windows95/98环境中，从【开始】，选【运行】，运行ping命令检测用户计算机与网关(路由器)的连通情况，网关地址为10.20.0.254，则运行命令： ping 10.20.0.254ping 10.20.0.254如果网络连通正常，则出现如图信息。