物聯網組網與通信技術--網卡

數據鏈路層–網卡

總述:
網卡是工作在鏈路層的網絡組件,是局域網中連接計算機和傳輸介質的接口,不僅能實現與局域網傳輸介質之間的物理連接和電信號匹配,還涉及幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、數據的編碼與解碼以及數據緩存的功能等。
1、簡介

 計算機與外界局域網的連接是通過主機箱內插入一塊網絡接口板(或者是在筆記本電腦中插入一塊PCMCIA卡)。網絡接口板又稱爲通信適配器或網絡適配器(network adapter)或網絡接口卡NIC(Network Interface Card),但是更多的人願意使用更爲簡單的名稱“網卡”。

2功能簡介

網卡上面裝有處理器和存儲器(包括RAM和ROM)。網卡和局域網之間的通信是通過電纜或雙絞線以串行傳輸方式進行的。而網卡和計算機之間的通信則是通過計算機主板上的I/O總線以並行傳輸方式進行。因此,網卡的一個重要功能就是要進行串行/並行轉換。由於網絡上的數據率和計算機總線上的數據率並不相同,因此在網卡中必須裝有對數據進行緩存的存儲芯片。

在安裝網卡時必須將管理網卡的設備驅動程序安裝在計算機的操作系統中。這個驅動程序以後就會告訴網卡,應當從存儲器的什麼位置上將局域網傳送過來的數據塊存儲下來。網卡還要能夠實現以太網協議。

網卡並不是獨立的自治單元,因爲網卡本身不帶電源而是必須使用所插入的計算機的電源,並受該計算機的控制。因此網卡可看成爲一個半自治的單元。當網卡收到一個有差錯的幀時,它就將這個幀丟棄而不必通知它所插入的計算機。當網卡收到一個正確的幀時,它就使用中斷來通知該計算機並交付給協議棧中的網絡層。當計算機要發送一個IP數據包時,它就由協議棧向下交給網卡組裝成幀後發送到局域網。

隨着集成度的不斷提高,網卡上的芯片的個數不斷的減少,雖然各個廠家生產的網卡種類繁多,但其功能大同小異 。

3、主要功能

1、數據的封裝與解封

發送時將上一層交下來的數據加上首部和尾部,成爲以太網的幀。接收時將以太網的幀剝去首部和尾部,然後送交上一層

2、鏈路管理

主要是CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ,帶衝突檢測的載波監聽多路訪問)協議的實現

3、編碼與譯碼

即曼徹斯特編碼與譯碼。

4、分類

根據網卡所支持的物理層標準與主機接口的不同,網卡可以分爲不同的類型,如以太網卡和令牌環網卡等。根據網卡與主板上總線的連接方式、網卡的傳輸速率和網卡與傳輸介質連接的接口的不同,網卡分爲不同的類型。

按照網卡支持的計算機種類分類,主要分爲標準以太網卡和PCMCIA網卡:

標準以太網卡用於臺式計算機聯網,而PCMCIA網卡用於筆記本電腦。

按照網卡支持的傳輸速率分類,主要分爲10Mbps網卡、100Mbps網卡、10/100Mbps自適應網卡和1000Mbps網卡四類:

根據傳輸速率的要求,10Mbps和100Mbps網卡僅支持10Mbps和100Mbps的傳輸速率,在使用非屏蔽雙絞線UTP作爲傳輸介質時,通常10Mbps網卡與3類UTP配合使用,而100Mbps網卡與5類UTP相連接。10/100Mbps自適應網卡是由網卡自動檢測網絡的傳輸速率,保證網絡中兩種不同傳輸速率的兼容性。隨着局域網傳輸速率的不斷提高,1000Mbps網卡大多被應用於高速的服務器中。

按網卡所支持的總線類型分類,主要可以分爲ISA、EISA、PCI等:

由於計算機技術的飛速發展,ISA總線接口的網卡的使用越來越少。EISA總線接口的網卡能夠並行傳輸32位數據,數據傳輸速度快,但價格較貴。PCI總線接口網卡的CPU佔用率較低,常用的32位PCI網卡的理論傳輸速率爲133Mbps,因此支持的數據傳輸速率可達100Mbps。

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