網(wǎng)卡工作原理是怎樣的
如今網(wǎng)卡已經(jīng)作為電腦的必配網(wǎng)絡設備。不管是整體出售的品牌電腦還是單獨出售的電腦主板,都集成網(wǎng)卡芯片擁有一個甚至多個網(wǎng)絡接口(RJ45)。由此可見,網(wǎng)卡是我們使用電腦中所能接觸到的第一件網(wǎng)絡設備。不少電腦愛好者對于網(wǎng)卡的工作原理不太了解,下面小編將于大家揭開服務器神秘面紗,希望能夠給新手朋友增加點電腦知識。
一、網(wǎng)卡工作原理
發(fā)送數(shù)據(jù)時,網(wǎng)卡首先偵聽介質(zhì)上是否有載波(載波由電壓指示),如果有,則認為其他站點正在傳送信息,繼續(xù)偵聽介質(zhì)。一旦通信介質(zhì)在一定時間段內(nèi)(稱為幀間縫隙IFG=9.6微秒)是安靜的,即沒有被其他站點占用,則開始進行幀數(shù)據(jù)發(fā)送,同時繼續(xù)偵聽通信介質(zhì),以檢測沖突。在發(fā)送數(shù)據(jù)期間。
如果檢測到?jīng)_突,則立即停止該次發(fā)送,并向介質(zhì)發(fā)送一個“阻塞”信號,告知其他站點已經(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),并等待一段隨機時間(CSMA/CD確定等待時間的算法是二進制指數(shù)退避算法)。在等待一段隨機時間后,再進行新的發(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,網(wǎng)卡瀏覽介質(zhì)上傳輸?shù)拿總€幀,如果其長度小于64字節(jié),則認為是沖突碎片。如果接收到的幀不是沖突碎片且目的地址是本地地址,則對幀進行完整性校驗,如果幀長度大于1518字節(jié)(稱為超長幀,可能由錯誤的LAN驅(qū)動程序或干擾造成)或未能通過CRC校驗,則認為該幀發(fā)生了畸變。通過校驗的幀被認為是有效的,網(wǎng)卡將它接收下來進行本地處理。
二、網(wǎng)卡的基本知識
我們在使用網(wǎng)卡的時候,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,將網(wǎng)線放入接口的時候“咔嚓的一聲”則表示OK你連接正確,這就是RJ45接口。至今人類所使用的最廣泛的網(wǎng)絡接口,它主要應用在以太網(wǎng)中,于交換機、路由器或者ADSL等設備配合使用,其作為連接的網(wǎng)線學名叫雙絞線。既然上面說了主流接口,現(xiàn)在說一下非主流。BNC接口:稍微接觸電腦早點的朋友應該記得它,這個接口是96年至99年的時候,流行于那個時期網(wǎng)吧中。它的接口是凸出,類似閉路電視那種。所使用的網(wǎng)線叫做細同軸線,以以太網(wǎng)或者令牌環(huán)傳輸,不需要配置當時昂貴的交換機。因為其經(jīng)濟實惠的特點,所以深受早期的網(wǎng)吧或公司的喜愛?,F(xiàn)在,只有在學校機房的廢品堆、2手電腦市場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,改革開放的總設計師鄧小平同志。
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)卡也必須靠速度來衡量。進入信息時代以后,科學技術是坐上了飛機“一日千里”,網(wǎng)絡通訊的傳輸速度也是與日聚增,根據(jù)電信服務行業(yè)的摩爾定律,每隔6個月主干網(wǎng)絡容量就擴大一倍。至于主流以太網(wǎng)絡到?jīng)]有這么快,不過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,稍微高檔點就是1000M網(wǎng)卡。這里我將從2個角度分析網(wǎng)卡速度的實際效果和應用環(huán)境。1.白貓黑貓——速度的實際傳輸。在說網(wǎng)卡速度之前,我們先來看看一個計算機公式。1Byte=8bit,漢語翻譯:一個字節(jié)等于8位。網(wǎng)卡速度100Mbase=100Mbit=12.5MByte,漢語翻譯:百兆網(wǎng)絡速度等于百兆位等于十二點五兆字節(jié)。1 Byte = 8 bit bps = bit per second B/s = Byte per second 注意看"b"的大小寫 ~~bit per second 默認寫法是 bps ,貌似沒有Bps這種寫法(Byte 一般用B/s) 。
~~以上公式表示網(wǎng)絡速度跟我們電腦文件所采用的單位不一樣,必須有個位變字節(jié)的單位轉(zhuǎn)換。如此說來,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)寬帶所謂單獨提供10M 、100M速度,那不過是營銷學中“忽悠的藝術”。通過上面的介紹,大家一定對網(wǎng)絡速度有了了解,好我們接著往下看。自然而然,1000M的實際速度等于125MByte,那么我們在實際運用中能達到這么快嘛?
答案是否定的。網(wǎng)卡在計算機內(nèi)部的傳輸必須通過母體主板的PCI總線進行傳輸,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,在主流電腦上所采用的千兆網(wǎng)卡均無法發(fā)揮標值的速度。根據(jù),眾多測試得出的實際速度在37.5MB/s左右,算一個350MB的網(wǎng)卡,充其量不過百兆網(wǎng)卡的3至4倍。當然,千兆網(wǎng)卡也不乏名副其實的。(1).64位PCI總線:64位PCI總線帶寬最高可達533MB/s。當家用辦公電腦還在32位PCI總線停留的時候,服務器早就用上64位PCI,這種PCI插槽比32位長,但是兼容32位設備,同時64位的設備也可以在32位插槽上使用,不過呢性能就得打個折。不過,其價格高昂,也只有在服務器上面所使用,家用不劃算。(2).CSA總線:說到CSA總線,就不得不提到INTEL公司03年發(fā)布865 875主板芯片。
這兩種芯片有個獨特得功能,就是在北橋開辟一條CSA總線,具有266MB/s得獨享帶寬。使千兆網(wǎng)卡在傳輸?shù)脮r候跳過PCI總線,直接從北橋芯片傳輸?shù)紺PU進行處理。這個跟當年AGP接口脫離PCI總線,自立門戶有些相似。當然,以當時采用875芯片主板的價格來說,實現(xiàn)一個千兆功能也是價格不菲。2.門當戶對——網(wǎng)卡的應用環(huán)境。隨著百兆網(wǎng)絡在全面普及,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)絡作為起步。嘿嘿,不是百兆的都不好意思說。由于國內(nèi)的INTERNET網(wǎng)絡速度一般只有1、2M左右,對局域網(wǎng)的內(nèi)部速度要求并不高。俗話說:有需求才有市場嘛,因此我們對局域網(wǎng)速度的要求主要根據(jù)實際應用的需要來作出判斷。其中智能樓宇由于其主要是商務用途,因此這種商務樓中會集多個公司在內(nèi),他們得辦公網(wǎng)絡都是各自獨立,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)要求遠未能達到百兆網(wǎng)絡的,而且數(shù)據(jù)的連續(xù)性不強也不需要持續(xù)傳輸,一個百兆網(wǎng)絡足以應付。數(shù)字家庭,這里主要運用IP技術控制家電設備、視頻監(jiān)控HDPC、中心網(wǎng)絡存儲器NAS、筆記本等連接。除了通過NAS遠程調(diào)用HDTV影片觀看比較消耗網(wǎng)絡帶寬外,其它對帶寬基本沒有消耗,百兆網(wǎng)絡足夠。而真正需要千兆網(wǎng)絡的主要有IDC服務商,大型企業(yè)等,費用也不是一般的高,大家只需要了解下即可。
二、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備的設置以及網(wǎng)卡工作環(huán)境所產(chǎn)生的干擾。如信號干擾、接地干擾、電源干擾、輻射干擾等都可對網(wǎng)卡性能產(chǎn)生較大影響,有的干擾還可能直接導致網(wǎng)卡損壞。
PC機電源故障就時常導致網(wǎng)卡工作不正常。電源發(fā)生故障時產(chǎn)生的放電干擾信號可能竄到網(wǎng)卡輸出端口,在進入網(wǎng)絡后將占用大量的網(wǎng)絡帶寬,破壞其他工作站的正常數(shù)據(jù)包,形成眾多的FCS幀校驗錯誤數(shù)據(jù)包,造成大量的重發(fā)幀和無效幀,其比例隨各個工作站實際流量的增加而增加,嚴重干擾整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行。
接地干擾也常影響網(wǎng)卡工作,接地不好時,靜電因無處釋放而在機箱上不斷積累,從而使網(wǎng)卡的接地端(通過網(wǎng)卡上部鐵片直接跟機箱相連)電壓不正常,最終導致網(wǎng)卡工作不正常,這種情況嚴重時甚至會擊穿網(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),有時網(wǎng)卡和顯卡由于插得太近也會產(chǎn)生干擾。干擾不嚴重時,網(wǎng)卡能勉強工作,數(shù)據(jù)通信量不大時用戶往往感覺不到,但在進行大數(shù)據(jù)量通信時,在Windows98下就會出現(xiàn)“網(wǎng)絡資源不足”的提示,造成機器死機現(xiàn)象。
網(wǎng)卡的設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,當服務器、交換機、工作站工作狀態(tài)不匹配,如服務器、工作站網(wǎng)卡被設置為全雙工狀態(tài),而交換機、集線器等都工作在半雙工狀態(tài)時,就會產(chǎn)生大量碰撞幀和一些FCS 校驗錯誤幀,訪問速度將變得非常慢,從服務器上拷貝一個20MB的文件可能也需要5~10分鐘。這方面的錯誤往往是由于網(wǎng)絡維護人員的疏忽,大多時候他們都使用默認設置,而并不驗證實際狀態(tài)。
網(wǎng)卡工作原理是怎樣的
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