一、什么是網卡？

網(wang)(wang)卡(ka)現(xian)在已(yi)經上成(cheng)為了目前(qian)電腦里的(de)(de)標準配置之一(yi)。我們最常(chang)用(yong)的(de)(de)網(wang)(wang)絡(luo)設備(bei)當屬(shu)網(wang)(wang)卡(ka)了。網(wang)(wang)卡(ka)本身是(shi)LAN（局域(yu)網(wang)(wang)）的(de)(de)設備(bei)，通過網(wang)(wang)關、路由器等設備(bei)就可(ke)以把這(zhe)個局域(yu)網(wang)(wang)掛(gua)接到(dao)Internet上。而Internet本身就是(shi)無數個這(zhe)樣(yang)的(de)(de)局域(yu)網(wang)(wang)組成(cheng)的(de)(de)。

網(wang)卡(ka)(ka)(ka)有許多種，按(an)照數(shu)(shu)據(ju)鏈路層(ceng)控制來(lai)分有以太網(wang)卡(ka)(ka)(ka)，令牌(pai)環網(wang)卡(ka)(ka)(ka)，ATM網(wang)卡(ka)(ka)(ka)等；按(an)照物(wu)理層(ceng)來(lai)分類有無線(xian)網(wang)卡(ka)(ka)(ka)，RJ-45網(wang)卡(ka)(ka)(ka)，同(tong)軸電纜(lan)網(wang)卡(ka)(ka)(ka)，光線(xian)網(wang)卡(ka)(ka)(ka)等等。它們的數(shu)(shu)據(ju)鏈路控制、尋址(zhi)、幀(zhen)結構等不同(tong)；物(wu)理上(shang)的連接方式不同(tong)、數(shu)(shu)據(ju)的編碼、信(xin)號傳輸的介(jie)質、電平等不同(tong)。以下(xia)主要介(jie)紹我們最常用到的以太網(wang)網(wang)卡(ka)(ka)(ka)。

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以太網采用(yong)的CSMA/CD（載(zai)波偵聽多路(lu)訪問/沖(chong)突檢測）的控(kong)制技(ji)術。他主(zhu)要定義了物理層和(he)(he)數(shu)據鏈路(lu)層的工作方(fang)式(shi)。數(shu)據鏈路(lu)層和(he)(he)物理層各(ge)自(zi)(zi)實現(xian)自(zi)(zi)己的功能(neng)，相(xiang)互之(zhi)間(jian)不關心對方(fang)如何操作。二者之(zhi)間(jian)有標(biao)準的接(jie)口(kou)(例如MII，GMII等)來(lai)傳(chuan)遞數(shu)據和(he)(he)控(kong)制。

以太網卡的物理層可以包(bao)含很(hen)多種(zhong)技術(shu)，常見的有RJ45，光(guang)線，無(wu)線等，它們的區別在于傳送信(xin)號的物理介質和媒質不(bu)同。這(zhe)些(xie)都在IEEE的802協議族中有詳細的定義。

二、網卡的主要特點

網卡(Network Interface Card，簡(jian)稱NIC)，也(ye)稱網絡適配器(qi)，是(shi)電(dian)腦(nao)與局域網相互(hu)連(lian)接的設備(bei)。無論是(shi)普通(tong)電(dian)腦(nao)還(huan)是(shi)高(gao)端服務(wu)器(qi)，只要連(lian)接到(dao)局域網，就都需要安(an)裝一(yi)(yi)塊網卡。如果(guo)有必要，一(yi)(yi)臺電(dian)腦(nao)也(ye)可以同時安(an)裝兩塊或(huo)多(duo)塊網卡。

電腦之間在進行相互通訊時(shi)(shi)，數(shu)(shu)(shu)據不是以流而是以幀(zhen)的方式進行傳輸的。我們(men)可以把幀(zhen)看做(zuo)是一種數(shu)(shu)(shu)據包，在數(shu)(shu)(shu)據包中不僅包含有數(shu)(shu)(shu)據信息(xi)，而且還包含有數(shu)(shu)(shu)據的發送(song)地、接(jie)收地信息(xi)和(he)數(shu)(shu)(shu)據的校驗信息(xi)。一塊網(wang)卡包括(kuo)OSI模型的兩個(ge)層(ceng)——物理(li)(li)層(ceng)和(he)數(shu)(shu)(shu)據鏈(lian)路(lu)(lu)層(ceng)。物理(li)(li)層(ceng)定義了數(shu)(shu)(shu)據傳送(song)與(yu)接(jie)收所(suo)需要(yao)的電與(yu)光信號、線(xian)路(lu)(lu)狀(zhuang)態、時(shi)(shi)鐘基準、數(shu)(shu)(shu)據編碼和(he)電路(lu)(lu)等，并向數(shu)(shu)(shu)據鏈(lian)路(lu)(lu)層(ceng)設備提(ti)供標(biao)準接(jie)口(kou)。數(shu)(shu)(shu)據鏈(lian)路(lu)(lu)層(ceng)則提(ti)供尋(xun)址機構、數(shu)(shu)(shu)據幀(zhen)的構建、數(shu)(shu)(shu)據差(cha)錯檢查(cha)、傳送(song)控制(zhi)、向網(wang)絡層(ceng)提(ti)供標(biao)準的數(shu)(shu)(shu)據接(jie)口(kou)等功能(neng)。

三、網卡的功能作用

網(wang)卡(ka)的功能主要(yao)有兩(liang)個:一(yi)是將(jiang)電(dian)(dian)腦(nao)的數(shu)(shu)據封裝為幀，并通(tong)過網(wang)線(對無(wu)線網(wang)絡來說就是電(dian)(dian)磁波)將(jiang)數(shu)(shu)據發(fa)送到網(wang)絡上(shang)去;二是接(jie)收(shou)網(wang)絡上(shang)其(qi)它設(she)備傳過來的幀，并將(jiang)幀重新組(zu)合成數(shu)(shu)據，發(fa)送到所在(zai)(zai)的電(dian)(dian)腦(nao)中。網(wang)卡(ka)能接(jie)收(shou)所有在(zai)(zai)網(wang)絡上(shang)傳輸(shu)的信號(hao)，但(dan)正(zheng)常情況(kuang)下(xia)只接(jie)受發(fa)送到該電(dian)(dian)腦(nao)的幀和廣播幀，將(jiang)其(qi)余的幀丟(diu)棄。然后，傳送到系統CPU做進一(yi)步處理。當電(dian)(dian)腦(nao)發(fa)送數(shu)(shu)據時，網(wang)卡(ka)等待合適(shi)的時間將(jiang)分組(zu)插入到數(shu)(shu)據流(liu)中。接(jie)收(shou)系統通(tong)知電(dian)(dian)腦(nao)消息(xi)是否完整地(di)到達(da)，如果出現問題，將(jiang)要(yao)求對方重新發(fa)送。

常見(jian)的網(wang)卡芯(xin)(xin)片(pian)都是(shi)把MAC和(he)PHY集成在(zai)一個芯(xin)(xin)片(pian)中，但目前很多主(zhu)板的南橋芯(xin)(xin)片(pian)已包含了以(yi)太網(wang)MAC控制功能，只是(shi)未提(ti)供物(wu)理層(ceng)接口，因此，需外接PHY芯(xin)(xin)片(pian)以(yi)提(ti)供以(yi)太網(wang)的接入通道(dao)。這(zhe)類PHY網(wang)絡芯(xin)(xin)片(pian)就是(shi)俗稱的“軟網(wang)卡芯(xin)(xin)片(pian)”，常見(jian)的PHY功能的芯(xin)(xin)片(pian)有RTL8201BL、VT6103等(deng)等(deng)。

“軟網卡”一般將網絡(luo)控(kong)制芯片(pian)的(de)運算(suan)部分(fen)交(jiao)由處理(li)器或南橋(qiao)芯片(pian)處理(li)，以(yi)簡化線路設計，從(cong)而(er)降(jiang)低成本，但其多(duo)少會更(geng)多(duo)占用系(xi)統資(zi)源(yuan).

一般來講，每(mei)塊網卡都具有1個以上(shang)的LED(Light Emitting Diode發光二(er)極(ji)管)指示燈，用來表示網卡的不同工(gong)(gong)作狀(zhuang)態，以方便我(wo)們查看網卡是(shi)(shi)否工(gong)(gong)作正(zheng)常。典(dian)型的LED指示燈有Link/Act、Full、Power等(deng)。Link/Act表示連(lian)接活動狀(zhuang)態，Full表示是(shi)(shi)否全雙工(gong)(gong)(Full Duplex)，而Power是(shi)(shi)電(dian)源指示(主要用在USB或PCMCIA網卡上(shang))等(deng)。

四、網卡總線接口

網(wang)卡(ka)要與電腦相連接(jie)(jie)才(cai)能正(zheng)常使用(yong)，電腦上各種接(jie)(jie)口(kou)層出不窮，這也造成了網(wang)卡(ka)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)總線接(jie)(jie)口(kou)類型紛呈。此外，提到(dao)總線接(jie)(jie)口(kou)，需要說明的(de)是人們(men)一(yi)般(ban)將這類接(jie)(jie)口(kou)俗稱為“金手(shou)指(zhi)”，為什么叫金手(shou)指(zhi)呢(ni)?是因為這類插卡(ka)的(de)線腳采(cai)用(yong)的(de)是鍍鈦(tai)金(或其(qi)它(ta)金屬(shu))，保(bao)證了反(fan)復插拔時的(de)可靠(kao)接(jie)(jie)觸，既(ji)增大了自身(shen)的(de)抗(kang)干擾能力又減少了對其(qi)他設備的(de)干擾。

五、網卡的供電

最后(hou)就是(shi)電源部分了(le)。大多數網(wang)卡現在(zai)都使用3.3V或更低的電壓(ya)(ya)。有的是(shi)雙電壓(ya)(ya)的。因此需要電源轉換電路(lu)。

而且網卡(ka)為(wei)了實現Wake on line功能，必須保(bao)證全部的(de)(de)(de)PHY和(he)MAC的(de)(de)(de)極(ji)少(shao)一部分始終處于(yu)有電(dian)的(de)(de)(de)狀態，這需要(yao)把(ba)主板(ban)上(shang)的(de)(de)(de)5V Standby電(dian)壓(ya)轉換為(wei)PHY工作(zuo)電(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)電(dian)路。在主機(ji)開機(ji)后，PHY的(de)(de)(de)工作(zuo)電(dian)壓(ya)應該被從5V轉出(chu)來的(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)替代以節省5V Standby的(de)(de)(de)消耗。（許(xu)多劣質網卡(ka)沒有這么做(zuo)）。

有Wake on line功能(neng)的(de)網卡(ka)一(yi)般還有一(yi)個WOL的(de)接口。那是(shi)因為PCI2.1以前沒有PCI設備喚(huan)醒(xing)主(zhu)機的(de)功能(neng)，所以需(xu)要著(zhu)一(yi)根線(xian)通過(guo)主(zhu)板(ban)上的(de)WOL的(de)接口連到南(nan)橋里面以實現WOL的(de)功能(neng)。

新的(de)主板合網卡一般支持PCI2.2/2.3，擴(kuo)展了(le)PME#信號功能，不需要那個接口而(er)通過(guo)PCI總(zong)線(xian)就可以實(shi)現喚(huan)醒功能。

六、結語

一塊以太網卡就是這些部分組成(cheng)。它們緊(jin)密(mi)地配合(he)并且相互協調(diao)，供(gong)給我們一個穩定而告(gao)訴的(de)網(wang)絡接入(ru)。網(wang)絡的(de)普(pu)及(ji)不但極(ji)大(da)地增(zeng)加了工作效率，而且使(shi)我們可以(yi)自由的(de)馳騁在Internet的(de)海(hai)洋中(zhong)！