网络接口卡课件

1、1 第三章第三章 网络接口卡网络接口卡 2 1 1 网络接口卡简介网络接口卡简介 网络接口卡网络接口卡（NIC -Network Interface NIC -Network Interface CardCard）又称网络适配器）又称网络适配器 (NIA-Network (NIA-Network Interface Adapter)Interface Adapter)，简称，简称网卡网卡。用于实现。用于实现 联网计算机和网络电缆之间的物理连接联网计算机和网络电缆之间的物理连接，为，为 计算机之间相互通信提供一条计算机之间相互通信提供一条物理通道物理通道，并，并 通过这条通道进行高速数据传输。在

2、局域网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中，每一台联网计算机都需要安装一块或多一块或多 块网卡块网卡，通过介质连接器将计算机接入网络，通过介质连接器将计算机接入网络 电缆系统。电缆系统。 3 网络接口卡简介网络接口卡简介 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 4 2 2 网络接口卡网络接口卡工作

3、原理工作原理 发送数据时发送数据时:网卡首先侦听介质上是否有载波（载波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（称为帧间缝隙内（称为帧间缝隙IFG =9.6微秒）是安静的，即没微秒）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。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

4、介质如果检测到冲突，则立即停止该次发送，并向介质 发送一个发送一个“阻塞阻塞”信号，告知其他站点已经发生冲信号，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，并等待数据，并等待 一段随机时间（一段随机时间（CSMA/CD确定等待确定等待 时间的算法是二进制指数退避算法）。在等待一段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。如果重传多次后随机时间后，再进行新的发送。如果重传多次后 （大于（大于16次）仍发生冲次）仍发生冲 突，就放弃发送。突，就放弃发送。 5 2 2 网络接口卡网络接口卡工作

5、原理工作原理 接收时接收时，网卡浏览介质上传输的每个帧，如，网卡浏览介质上传输的每个帧，如 果其长度小于果其长度小于64字节，则认为是冲突碎片。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本地地址，则对帧进行完整性校 验，如果帧验，如果帧 长度大于长度大于1518字节（称为超长帧，可能由错字节（称为超长帧，可能由错 误的误的LAN驱动程序或干扰造成）或未能通过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。通过校校验，则认为该帧发生了畸变。通过校 验的帧被认为验的帧被认为 是有效的，网卡将

6、它接收下来是有效的，网卡将它接收下来 进行本地处理。进行本地处理。 6 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 7 8 n 发送发送/接收部件接收部件负责信号的发送、接收 n 载波检测部件载波检测部件检测介质上有否信号 n 发送发送/接收控制部件及数据缓冲区接收控制部件及数据缓冲区 n 曼彻斯特编码曼彻斯特编码/解码器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 n LAN管理部件管理部件 n 主机总线接口部件主机总线接口部件 n CPU(部分网卡有)增强网卡智能化，

7、减少网络传输对 主机CPU的依赖，提高传输效率 3 3 网卡的结构网卡的结构 9 3 3 网卡的结构网卡的结构 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。 10 RJ-45接口接口 Transformer（隔离变压器或数据汞隔离变压器或数据汞 ） PHY芯片芯片 MAC芯片芯片 EEPROM BOOTROM插槽插槽 WOL接头接头 晶振晶振(石英振荡器石英振荡器 ) 电压转换芯片电压转换芯片 LED指示灯指示灯 11 网卡电路

8、图原理图网卡电路图原理图 12 3 3 网卡的功能网卡的功能 网卡完成物理层和数据链路层的大部分功能网卡完成物理层和数据链路层的大部分功能: 数据缓存数据缓存 匹配主机数据处理速率与网络的传输速率 封装封装/解封装解封装 加上控制字段以帧为单位进行传输卸下控制字段 介质访问控制介质访问控制 CSMA/CD、Token Passing 串串/并转换并转换 将主机的并行数据转换成串行位流 数据编码数据编码/解码解码 转换为适合网络介质传输的信号形式 数据发送数据发送/接收接收 13 网卡地址网卡地址：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） 配置参数配置参数（

9、跳线设置 / 软件设置 / PnP） 中断请求号中断请求号 IRQ（一般为3） I/O基地址基地址 I/O Base（一般为300H） 存储器基地址存储器基地址 Memory Base (一般为C000H) 全双工全双工 / 半双工半双工 传输速率传输速率（仅10/100Mbps双速网卡可选） 4 4 网卡的配置参数网卡的配置参数 14 15 对于网卡而言，每块网卡都是一个唯一对于网卡而言，每块网卡都是一个唯一 的网络节点地址，的网络节点地址，所以每块网卡上都有一个全所以每块网卡上都有一个全 球唯一的球唯一的MACMAC地址（硬件地址、物理地址），地址（硬件地址、物理地址）， 它是网卡生产厂家

10、在生产时烧入它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM中的，中的， 且保证绝对不会重复。且保证绝对不会重复。 MACMAC地址地址是一个是一个4848位地址，位地址，MACMAC地址分为两地址分为两 部分，前部分，前2424位表示网卡位表示网卡制造厂家的标识号制造厂家的标识号 （Vendor CodeVendor Code），由），由IEEEIEEE统一分配。后统一分配。后2424位位 是网卡的系列号，由网卡的生产厂家分配是网卡的系列号，由网卡的生产厂家分配 5 5 网卡的网卡的MACMAC地址及帧格式地址及帧格式 16 第 1 最高位 最先发送 最低位最高位 最低位 最后发送 00110101 01

11、111 00 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 01001 00000 802.5 802.6 802.3 802.4 17 网卡上的硬件地址 路由器 1A-24-F6-54-1B-0E00-00-A2-A4-2C-02 20-60-8C-

12、C7-75-2A08-00-20-47-1F-E420-60-8C-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。 18 网卡检查 MAC 地址 n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. n如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处 理。 n否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。 n“发往本站的帧”包括以下三种帧： n单播(unicast)帧（一对一） n广播(broadcast)帧（一对全体） n多播(multicast)帧（一对多） 19 两种不同的 MAC 帧格式 n常用的以太网MAC帧格式有两种标准

13、： nDIX Ethernet V2 标准 nIEEE 的 802.3 标准 n最常用的 MAC 帧是以太网以太网 V2 的格式的格式。 20 MAC 帧 字节6624 IP 层 物理层 目的地址源地址长度/类型FCS MAC 层 110 110101011 前同步码 帧开始 定界符 7 字节1 字节 8 字节 插入 数 据MAC 子层 IP 层 LLC 子层 802.2 LLC 帧 当长度/类型字段 表示长度时 802.3 MAC 帧 以太网 V2 MAC 帧 这种 802.3 + 802.2 帧已经较少使用 目的地址源地址类型数 据FCS 6624 字节46 1500 43 1497 11

14、1 DSAP SSAP 111 控制 数 据 字节 DSAPSSAP 控制 IP 数据报 IP 数据报 21 n数据字段的长度与长度字段的值不一致； n帧的长度不是整数个字节； n用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错； n数据字段的长度不在 46 1500 字节之间。 n有效的 MAC 帧长度为 64 1518 字节之间。 n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 22 6 6 网卡的类型网卡的类型 LAN的类型的类型：、Token Ring、ATM、FDDI LAN的速度的速度：10M/100M/1000M、4M/16M、25M/155M

15、 网络接口类型网络接口类型：AUI/BNC、RJ-45、SC/ST/MT-RJ 主机总线类型主机总线类型：ISA、EISA、PCI、USB、PCMCIA 应用场合应用场合：服务器、工作站、笔记本：服务器、工作站、笔记本 其他附加功能其他附加功能：PnP、防病毒、远程唤醒、链路聚合等、防病毒、远程唤醒、链路聚合等 23 PCI-E接口网卡接口网卡 USB接口网卡接口网卡 PCMCIA接口网卡接口网卡 PCI-X接口网卡接口网卡 PCI接口网卡接口网卡 ISA接口网卡接口网卡 24 25 以太网卡的类型以太网卡的类型 26 7.选购网卡时考虑的因素 网络类型网络类型：现在比较流行的有以太网，令牌环

16、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。 27 7.选购网卡时考虑的因素 总线类型总线类型：计算机中常见的总线插槽类型有：计算机中常见的总线插槽类型有：ISA、EISA、 VESA、PCI 和

17、和 PCMCIA等。在服务器上通常使用等。在服务器上通常使用PCI或或 EISA总线的智能型网卡，工作站则采用可用总线的智能型网卡，工作站则采用可用PCI或或ISA总总 线的普通网卡，在笔记本电脑则用线的普通网卡，在笔记本电脑则用PCMCIA总线的网卡或总线的网卡或 采用并行接口的便携式网卡。目前采用并行接口的便携式网卡。目前PC机基本上已不再支持机基本上已不再支持 ISA连接，所以当为自己的连接，所以当为自己的PC机购买网卡时，千万不要选机购买网卡时，千万不要选 购已经过时的购已经过时的ISA网卡，而应当选购网卡，而应当选购PCI网卡。网卡。 网卡支持的电缆接口网卡支持的电缆接口：网卡最终是

18、要与网络进行连接，所：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前常见的接口主要有以太网的RJ-45接口、细同轴电缆的接口、细同轴电缆的 BNC接口和粗同轴电接口和粗同轴电AUI接口、接口、FDDI接口、接口、ATM接口等。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或多种

19、类型的接口，如有的网卡会同时提供RJ-45、BNC 接口或接口或AUI接口。接口。 价格与品牌价格与品牌：不同速率、不同品牌的网卡价格差别较大。：不同速率、不同品牌的网卡价格差别较大。 28 常见的网卡品牌介绍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和和SIS 29 7 安装和设置网卡安装和设置网卡 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

20、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。 30 非即插即用网卡非即插即用网卡的安装的安装 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。） 31 打开控制面打开控制面 板，双击板，双击 【添加新硬【添加新硬

21、 件】图标。件】图标。 32 打开了【添加打开了【添加 新硬件向导】，新硬件向导】， 单击【下一步】单击【下一步】 开始添加；现开始添加；现 在系统告诉我在系统告诉我 们，点【下一们，点【下一 步】后，将开步】后，将开 始搜索新的硬始搜索新的硬 件；件； 33 这里这里Windows 98又告诉又告诉 我们，可以让系统自动我们，可以让系统自动 搜索新硬件，也可以从搜索新硬件，也可以从 硬件列表中指定该硬件，硬件列表中指定该硬件， 由于我们这块网卡不是由于我们这块网卡不是 即插即用的，系统无法即插即用的，系统无法 搜索到，所以只能选择搜索到，所以只能选择 第二项【从列表中选择第二项【从列表中选择

22、 硬件】，再单击【下一硬件】，再单击【下一 步】；步】； 34 出现了硬件列表，在这个列表中找到【网络适配器】，选中它，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后，非即插即用网卡的安装就和Windows 98中不带驱动程序的即中不带驱动程序的即 插即用网卡的安装步骤相同了。插即用网卡的安装步骤相同了。 35 因为因为Windows 98无法为非即插即用网卡进行设置，所以我们还要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

23、断和输出输入地址，看它是否跟其它的硬件起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。从冲突。从Windows98的控制面板中，双击【系统】图标。选择设的控制面板中，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【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号，可以看到我们刚才安装的NE2000兼容网卡。双击打开它，还兼容网卡。双击打开它，还 能看到进一步的内容。能看到进一步的内容。 36 单击【资源】项，可以看到当前使用的中断为单击【资源】项，可以看到当前使用的中断为3，输入输出地址：，输入输出地址：

24、0320-033F。由于中。由于中 断断3容易与连接在容易与连接在COM2口上的设备起冲突，有口上的设备起冲突，有些些声卡的输出输入地址也是声卡的输出输入地址也是0320-033F， 为了避免发生冲突，我们需要将为了避免发生冲突，我们需要将修改修改中断值，一般网卡的中断为中断值，一般网卡的中断为11，输出输入地址为，输出输入地址为 0280-029F。对有些主板，网卡只能在中断值为对有些主板，网卡只能在中断值为3时正常工作，则需禁用时正常工作，则需禁用COM2口。口。网网 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，如果工卡的中断和地址更改后，要重新启动，如果网络工作正

25、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。作不正常，就需要继续更改设置直到没有冲突为止。 37 设置网络协议设置网络协议 打开网络对话框，方法如下：打开网络对话框，方法如下： 桌面上无【网上邻居】图标时：桌面上无【网上邻居】图标时： 方法方法1：开始设置控制面板网络：开始设置控制面板网络 方法方法2：我的电脑控制面板网络：我的电脑控制面板网络 桌面上有【网上邻居】时：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右击桌面上【网上邻居】图标，在弹出的菜单中选择 【属性】【属性】 38 在我们安装在我们安装Windows 98时，系统己经为

26、我们安装了一些时，系统己经为我们安装了一些 网络协议如网络协议如TCP/IP。这里需对其进行设置并添加其他协。这里需对其进行设置并添加其他协 议。议。 39 添加网络协议添加网络协议 点一下【添加】按钮，在【组件类型】对话框中选择【协议】，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，这个窗口中列出了再点一下【添加】按钮，这个窗口中列出了Windows 98所支持的所支持的 所有协议，点一下左面的【所有协议，点一下左面的【microsoft】，】， 从右面的列表框中选择【从右面的列表框中选择【IPX/SPX兼容协议】，点【确定】；现兼容协议】，点【确定】；现

27、在，如果我们己经把在，如果我们己经把Windows 98的光盘放进了光驱里，的光盘放进了光驱里，Windows 98就会从光驱中安装就会从光驱中安装IPX协议。协议。 同样方法，再添加同样方法，再添加NetBEUI协议。协议。 40 添加网络协议添加网络协议 41 设置登录到域设置登录到域 选中选中“microsoft网网 络用户络用户”，点击，点击 “属性属性”，选中，选中 “登录到登录到Windows NT域域”，输入域名：，输入域名： domain。 42 设置设置TCP/IP协议协议 选中TCP/IP 协议，点击 【属性】 。 43 设置设置IP地址地址 【TCP/IP属性】窗口中，先

28、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。 44 设置设置IP地址地址 45 设置网关设置网关 用鼠标单击【网关】用鼠标单击【网关】 标签，进入如图标签，进入如图3-33-3， 在这里输入新增网关在这里输入新增网关 (10.20.0.254)的地址后，的地址后， 再单击【添加再单击【添加(A)】按】按 钮把它添加到【已安钮把它添加到【已安 装的网关装的网关( (I

29、 I) )：】中。：】中。 46 设置设置DNS(域名服务器域名服务器) 为了今后能够以计算机的名字来方便地访为了今后能够以计算机的名字来方便地访 问问Internet服务，我们还要指定服务，我们还要指定DNS(域名域名服服 务器务器)的的IP地址。地址。 用鼠标选中【用鼠标选中【DNSDNS配置】标签，设置如下：配置】标签，设置如下： 主机主机( (H H) )：mail (mail (本计算机名或任意名本计算机名或任意名) ) 域域( (O O) )：可以为空：可以为空 DNS DNS服务器搜索顺序：服务器搜索顺序：10.1.8.1;10.20.0.210.1.8.1;10.20.0.2 域后缀搜索顺序：可以为空域后缀搜索顺序：可以为空 47 设置设置DNS(域名服务器域名服务器) 48 设置文件及打印共享设置文件及打印共享 在网络属性窗口的下面有一个【文件及打印共享】按钮，用来设置在网络属性窗口的下面有一个【文件及