《网络接口卡》PPT课件.ppt

第三章 网络接口卡,1 网络接口卡简介,网络接口卡（NIC -Network Interface Card）又称网络适配器 (NIA-Network Interface Adapter)，简称网卡。用于实现联网计算机和网络电缆之间的物理连接，为计算机之间相互通信提供一条物理通道，并通过这条通道进行高速数据传输。在局域网中，每一台联网计算机都需要安装一块或多块网卡，通过介质连接器将计算机接入网络电缆系统。,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 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 以太网卡 令牌环网卡 FDDI网卡 ATM网卡,2 网络接口卡工作原理,发送数据时: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IFG =9.6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，并向介质发送一个“阻塞”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数据，并等待 一段随机时间（CSMA/CD确定等待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（大于16次）仍发生冲 突，就放弃发送。,2 网络接口卡工作原理,接收时，网卡浏览介质上传输的每个帧，如果其长度小于64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本地地址，则对帧进行完整性校 验，如果帧长度大于1518字节（称为超长帧，可能由错误的LAN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。通过校验的帧被认为 是有效的，网卡将它接收下来进行本地处理。,3 网卡的结构,CPU,高 速 缓 存,存储器,I/O 总线,计算机,至局域网,网络接口卡 （网卡）,串行通信,并行通信,发送/接收部件负责信号的发送、接收 载波检测部件检测介质上有否信号 发送/接收控制部件及数据缓冲区 曼彻斯特编码/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 LAN管理部件 主机总线接口部件 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 网卡的结构,3 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 Transformer（隔离变压器或数据汞 ） PHY芯片 MAC芯片 EEPROM BOOTROM插槽 WOL接头 晶振(石英振荡器 ) 电压转换芯片 LED指示灯,网卡电路图原理图,3 网卡的功能,网卡完成物理层和数据链路层的大部分功能: 数据缓存 匹配主机数据处理速率与网络的传输速率 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 CSMA/CD、Token Passing 串/并转换 将主机的并行数据转换成串行位流 数据编码/解码 转换为适合网络介质传输的信号形式 数据发送/接收,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（跳线设置 / 软件设置 / PnP） 中断请求号 IRQ（一般为3） I/O基地址 I/O Base（一般为300H） 存储器基地址 Memory Base (一般为C000H) 全双工 / 半双工 传输速率（仅10/100Mbps双速网卡可选）,4 网卡的配置参数,对于网卡而言，每块网卡都是一个唯一的网络节点地址，所以每块网卡上都有一个全球唯一的MAC地址（硬件地址、物理地址），它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM中的，且保证绝对不会重复。 MAC地址是一个48位地址，MAC地址分为两部分，前24位表示网卡制造厂家的标识号（Vendor Code），由IEEE统一分配。后24位是网卡的系列号，由网卡的生产厂家分配,5 网卡的MAC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 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 6,10101100 11011110 01001000 00000000 00000000 10000000,802.5 802.6,802.3 802.4,网卡上的硬件地址,路由器,1A-24-F6-54-1B-0E,00-00-A2-A4-2C-02,20-60-8C-C7-75-2A,08-00-20-47-1F-E4,20-60-8C-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,网卡从网络上每收到一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 MAC 地址. 如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理。 否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。 “发往本站的帧”包括以下三种帧： 单播(unicast)帧（一对一） 广播(broadcast)帧（一对全体） 多播(multicast)帧（一对多）,两种不同的 MAC 帧格式,常用的以太网MAC帧格式有两种标准 ： DIX Ethernet V2 标准 IEEE 的 802.3 标准 最常用的 MAC 帧是以太网 V2 的格式。,MAC 帧,字节,6,6,2,4,IP 层,物理层,目的地址,源地址,长度/类型,FCS,MAC 层,10101010101010 10101010101010101011,前同步码,帧开始 定界符,7 字节,1 字节,数 据,MAC 子层,IP 层,LLC 子层,这种 802.3 + 802.2 帧已经较少使用,43 1497,1,1,1,DSAP,SSAP,控制,数据字段的长度与长度字段的值不一致； 帧的长度不是整数个字节； 用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错； 数据字段的长度不在 46 1500 字节之间。 有效的 MAC 帧长度为 64 1518 字节之间。 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 网卡的类型,LAN的类型：Ethernet、Token Ring、ATM、FDDI LAN的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M 网络接口类型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ 主机总线类型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA 应用场合：服务器、工作站、笔记本 其他附加功能：PnP、防病毒、远程唤醒、链路聚合等,PCI-E接口网卡,USB接口网卡,PCMCIA接口网卡,PCI-X接口网卡,PCI接口网卡,ISA接口网卡,以太网卡的类型,7.选购网卡时考虑的因素,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：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：计算机中常见的总线插槽类型有：ISA、EISA、VESA、PCI 和 PCMCIA等。在服务器上通常使用PCI或EISA总线的智能型网卡，工作站则采用可用PCI或ISA总线的普通网卡，在笔记本电脑则用PCMCIA总线的网卡或采用并行接口的便携式网卡。目前PC机基本上已不再支持ISA连接，所以当为自己的PC机购买网卡时，千万不要选购已经过时的ISA网卡，而应当选购PCI网卡。 网卡支持的电缆接口：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RJ-45接口、细同轴电缆的BNC接口和粗同轴电AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。而且有的网卡为了适用于更广泛的应用环境，提供了两种或多种类型的接口，如有的网卡会同时提供RJ-45、BNC接口或AUI接口。 价格与品牌：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,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尔湾。 VIA和SIS,7 安装和设置网卡,首先将网卡插到计算机的扩展槽中。如果用的是即插即用的网卡，而且Windows 98中又带了它的驱动程序，将计算机打开后Windows 98会自动识别并把网卡的驱动安装好。装好网卡后，在【我的电脑】上单击鼠标右键，选择【属性】，在【设备管理】中就会多出了一项【网络适配器】，点一下它旁边的加号，在下面就列出你刚才安装的网卡来了。,非即插即用网卡的安装,如果我们用的是一块非即插即用的网卡，系统就不会在启动时发现它的存在，在这种情况下，我们就只有从控制面板中手动添加它了。 （Windows 98中不带驱动程序的即插即用网卡的安装非与即插即用网卡的安装方法有些类似，不同的只是系统在启动时能发现网卡的存在，不需要我们在控制面板中手动添加它。）,打开控制面板，双击【添加新硬件】图标。,打开了【添加新硬件向导】，单击【下一步】开始添加；现在系统告诉我们，点【下一步】后，将开始搜索新的硬件；,这里Windows 98又告诉我们，可以让系统自动搜索新硬件，也可以从硬件列表中指定该硬件，由于我们这块网卡不是即插即用的，系统无法搜索到，所以只能选择第二项【从列表中选择硬件】，再单击【下一步】；,出现了硬件列表，在这个列表中找到【网络适配器】，选中它，再点【下一步】；现在又出现了【设备选择】窗口，从这一步往后，非即插即用网卡的安装就和Windows 98中不带驱动程序的即插即用网卡的安装步骤相同了。,因为Windows 98无法为非即插即用网卡进行设置，所以我们还要检查一下网卡的中断和输出输入地址，看它是否跟其它的硬件起冲突。从Windows98的控制面板中，双击【系统】图标。选择设备管理，就能看到网卡的设置了。单击网络适配器项前面的【+】号，可以看到我们刚才安装的NE2000兼容网卡。双击打开它，还能看到进一步的内容。,单击【资源】项，可以看到当前使用的中断为3，输入输出地址：0320-033F。由于中断3容易与连接在COM2口上的设备起冲突，有些声卡的输出输入地址也是0320-033F，为了避免发生冲突，我们需要将修改中断值，一般网卡的中断为11，输出输入地址为0280-029F。对有些主板，网卡只能在中断值为3时正常工作，则需禁用COM2口。网卡的中断和地址更改后，要重新启动，如果网络工作正常，就说明设置正确，如果工作不正常，就需要继续更改设置直到没有冲突为止。,设置网络协议,打开网络对话框，方法如下： 桌面上无【网上邻居】图标时： 方法1：开始设置控制面板网络 方法2：我的电脑控制面板网络 桌面上有【网上邻居】时： 右击桌面上【网上邻居】图标，在弹出的菜单中选择【属性】,在我们安装Windows 98时，系统己经为我们安装了一些网络协议如TCP/IP。这里需对其进行设置并添加其他协议。,添加网络协议,点一下【添加】按钮，在【组件类型】对话框中选择【协议】，再点一下【添加】按钮，这个窗口中列出了Windows 98所支持的所有协议，点一下左面的【microsoft】， 从右面的列表框中选择【IPX/SPX兼容协议】，点【确定】；现在，如果我们己经把Windows 98的光盘放进了光驱里，Windows 98就会从光驱中安装IPX协议。 同样方法，再添加NetBEUI协议。,添加网络协议,设置登录到域,选中“microsoft网络用户”，点击“属性”，选中“登录到Windows NT域”，输入域名：domain。,设置TCP/IP协议,选中TCP/IP协议，点击【属性】 。,设置IP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：255.255.0.0。,设置IP地址,设置网关,用鼠标单击【网关】标签，进入如图3-3，在这里输入新增网关(10.20.0.254)的地址后，再单击【添加(A)】按钮把它添加到【已安装的网关(I)：】中。,设置DNS(域名服务器),为了今后能够以计算机的名字来方便地访问Internet服务，我们还要指定DNS(域名服务器)的IP地址。 用鼠标选中【DNS配置】标签，设置如下： 主机(H)：mail (本计算机名或任意名) 域(O)：可以为空 DNS服务器搜索顺序：10.1.8.1;10.