什么是网卡 网卡的组成

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网卡现在已经上成为了目前电脑里的标准配置之一。

我们最常用的网络设备当属网卡了。网卡本身是LAN（局域网）的设备，通过网关、路由器等设备就可以把这个局域网挂接到Internet上。而Internet本身就是无数个这样的局域网组成的。

网卡有许多种，按照数据链路层控制来分有以太网卡，令牌环网卡，ATM网卡等；按照物理层来分类有无线网卡，RJ-45网卡，同轴电缆网卡，光线网卡等等。它们的数据链路控制、寻址、帧结构等不同；物理上的连接方式不同、数据的编码、信号传输的介质、电平等不同。以下主要介绍我们最常用到的以太网网卡。

以太网采用的CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）的控制技术。他主要定义了物理层和数据链路层的工作方式。数据链路层和物理层各自实现自己的功能，相互之间不关心对方如何操作。二者之间有标准的接口(例如MII，GMII等)来传递数据和控制。

以太网卡的物理层可以包含很多种技术，常见的有RJ45，光线，无线等，它们的区别在于传送信号的物理介质和媒质不同。这些都在IEEE的802协议族中有详细的定义。

一、网卡的主要特点

　　网卡(Network Interface Card，简称NIC)，也称网络适配器，是电脑与局域网相互连接的设备。无论是普通电脑还是高端服务器，只要连接到局域网，就都需要安装一块网卡。如果有必要，一台电脑也可以同时安装两块或多块网卡。


图1 一块10/100Mbps的PCI网卡

　　电脑之间在进行相互通讯时，数据不是以流而是以帧的方式进行传输的。我们可以把帧看做是一种数据包，在数据包中不仅包含有数据信息，而且还包含有数据的发送地、接收地信息和数据的校验信息。一块网卡包括OSI模型的两个层——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。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。

　　网卡的功能主要有两个:一是将电脑的数据封装为帧，并通过网线(对无线网络来说就是电磁波)将数据发送到网络上去;二是接收网络上其它设备传过来的帧，并将帧重新组合成数据，发送到所在的电脑中。网卡能接收所有在网络上传输的信号，但正常情况下只接受发送到该电脑的帧和广播帧，将其余的帧丢弃。然后，传送到系统CPU做进一步处理。当电脑发送数据时，网卡等待合适的时间将分组插入到数据流中。接收系统通知电脑消息是否完整地到达，如果出现问题，将要求对方重新发送。

　　二、图解网卡


图2 图解PCI网卡

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。下面我们就来分别了解一下其中主要部件。

　　●主芯片


图3 最常见的8139D芯片

　　网卡的主控制芯片是网卡的核心元件，一块网卡性能的好坏和功能的强弱多寡，主要就是看这块芯片的质量。以常见的Realtek公司推出的RTL8139C和RTL8139D为例，二者首先在封装上略有不同，前者是128pin QFP/LQFP而后者为100pin，其次在搭配的EEPROM上，8139C比后者多出了对93c56的支持，而8139D是93C46。但是在功能方面，8139D更强一些，它多提供了对PCI Multi-function和PCI-bridge I/F的支持，PCI Multi-function允许把RTL8139D芯片和其他的功能芯片(如硬件调制解调芯片)设计在同块PCB板上协同工作来做成不同种类的多功能卡，在其中8139起的作用是辨别LAN信号还是PCI总线信号的作用;8139D还增强了电源管理功能。

　　如果按网卡主芯片的速度来划分，常见的10/100M自适应网卡芯片有Realtek 8139系列/810X系列、VIA VT610*系列、Intel 82550PM/82559系列、Broadcom 44xx系列、3COM 3C920系列、Davicom DM9102、Mxic MX98715等等。

　　常见的10/100/1000M自适应网卡芯片有Intel的8254*系列，Broadcom的BCM57**系列，Marvell的88E8001/88E8053/88E806*系列，Realtek的RTL8169S-32/64、RTL8110S-32/64(LOM)、RTL8169SB、RTL8110SB(LOM)、RTL8168(PCI Express)、RTL8111(LOM、PCI Express)系列，VIA的VT612*系列等等。


图4 VIA的VT6120千兆芯片


图5 Marvell的88E8001千兆芯片

　　需要说明的是网卡芯片也有“软硬”之分，特别是对与主板板载(LOM)的网卡芯片来说更是如此，这是怎么回事呢?大家知道，以太网接口可分为协议层和物理层。

　　协议层是由一个叫MAC(Media Access Layer，媒体访问层)控制器的单一模块实现。

　　物理层由两部分组成，即PHY(Physical Layer，物理层)和传输器。

　　常见的网卡芯片都是把MAC和PHY集成在一个芯片中，但目前很多主板的南桥芯片已包含了以太网MAC控制功能，只是未提供物理层接口，因此，需外接PHY芯片以提供以太网的接入通道。这类PHY网络芯片就是俗称的“软网卡芯片”，常见的PHY功能的芯片有RTL8201BL、VT6103等等。


图6 RTL8201BL PHY芯片

　　“软网卡”一般将网络控制芯片的运算部分交由处理器或南桥芯片处理，以简化线路设计，从而降低成本，但其多少会更多占用系统资源.

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计算机与外界局域网的连接是通过主机箱内插入一块网络接口板（或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡）。网络接口板又称为通信适配器或网络适配器（adapter）或网络接口卡NIC（Network Interface Card）但是现在更多的人愿意使用更为简单的名称“网卡”。

一.网卡功能详解
　网卡上面装有处理器和存储器（包括RAM和ROM）。网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。而网卡和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。因此，网卡的一个重要功能就是要进行串行/并行转换。由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同，因此在网卡中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。 　　
  在安装网卡时必须将管理网卡的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中。这个驱动程序以后就会告诉网卡，应当从存储器的什么位置上将局域网传送过来的数据块存储下来。网卡还要能够实现以太网协议。 　　
  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数据包时，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，虽然现在各个厂家生产的网卡种类繁多，但其功能大同小异。


二.如何鉴别网卡是真是假
下面就为大家介绍一下一款优质网卡应该具备的条件：
（1）采用喷锡板
　 优质网卡的电路板一般采用喷锡板，网卡板材为白色，而劣质网卡为黄色。

（2）采用优质的主控制芯片
　 主控制芯片是网卡上最重要的部件，它往往决定了网卡性能的优劣，所以优质网卡所采用的主控制芯片应该是市场上的成熟产品。市面上很多劣质网卡为了降低成本而采用版本较老的主控制芯片，这无疑给网卡的性能打了一个折扣。

（3）大部分采用SMT贴片式元件
　 优质网卡除电解电容以及高压瓷片电容以外，其它阻容器件大部分采用比插件更加可靠和稳定的SMT贴片式元件。劣质网卡则大部分采用插件，这使网卡的散热性和稳定性都不够好。

（4）镀钛金的金手指
　 优质网卡的金手指选用镀钛金制作，既增大了自身的抗干扰能力又减少了对其他设备的干扰，同时金手指的节点处为圆弧形设计。而劣质网卡大多采用非镀钛金，节点也为直角转折，影响了信号传输的性能。

三.网卡的主要功能有以下三个
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。

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