以太网网卡原理

1、1以太网卡原理以太网卡原理2我们知道局域网包含以太网,本次培训主要目的了解以太网的基本原理3学习完此课程，您将会：n以太网卡的基本原理nPCI 总线基本原理nLinux 驱动基本原理n 网卡驱动基本原理4网卡基本原理图5以太网卡工作概图（读流程）应用程序通过socket 读以太网线上的电信号通过网卡上的芯片读到FIFO通过PCI 总线映射到PCI 空间通过DMA/IO 读到物理空间以太网的冲突域网卡上的内存空间PCI总线空间物理内存空间（内核态）虚拟内存空间（用户态）数据传输方向数据传输方向6网卡上的内部结构RTL8019AS内部可分为远程DMA接口、本地DMA接口、MAC(介质访问控制)逻辑

2、、数据编码解码逻辑和其他端口。其内部结构如图1所示 7网卡上主要模块CSMA/CD(载波监听多路访问/冲突避免)模块内部物理接口 (PHY)包含一个ENDECIEEE 802.3 MAC层模块网卡控制其内部集成了几KB的RAM，用来存放数据包。8PCI 总线原理PCI 的配置空间和存储空间内存映射（Memory Mapped)和IO 映射（I/O Mapped)PCI设备信息枚举(Enumeration)和PCI 设备的I/O 和内存映射，中断的自动配置9X86 的地址空间和PCI空间的映射10PCI 在PC中的结构11PCI 的配置空间311615000H04H08H0CH10H14H18H

3、1CH20H24H28H2CH30H34H38H3CH 设备标识设备标识 制造商标识制造商标识 状态状态 命令命令修正标志修正标志分类码分类码BIST头类型头类型延迟定时器延迟定时器 行大小行大小基地址寄存器基地址寄存器卡总线卡总线CIS指针指针子系统标识子系统标识子系统制造商标识子系统制造商标识扩展扩展ROM基地址基地址保留保留 Reserved容量指针容量指针保留保留 Reserved中断线中断线中断引脚中断引脚Max_LatMax_Gnt12TCP/IP网络层次结构Linux中TCP/IP网络层次结构与实现 Linux通过一组邻的软件层实现了TCP/IP模型，它由BSD Socket层、

4、INET Socket层、传输层、网络层，和链路层构成。应用程序使用系统调用向内核函数传递参数和数据从而进入内核空间，由内核中注册的内核函数对相应的数据结构进行处理13TCP/IP网络层次结构图14BSD socket 层15BSD socket 层BSD 为不同的操作系统上的应用，提供了统一的接口Unix/Linux 中socket 和文件句柄 是统一的通过系统调用，从用户态切到内核态16INET Socket（TCP) 层 17INET Socket（TCP) 层在Inet sockcet层，如无数据可读可能被阻塞内存在这里从内核态拷到用户空间TCP 和UDP 协议主要在这里完成18IP层19IP 层在里完成IP的分片重组IP 的路由在此层完成，并提交给本地TCP/IP协议栈IP 包的过滤和防火墙功能，也是在这里提供。20Ethernet 层21以太网卡驱动主要流程中断后进接收处理函数。它先关闭接收中断后，将轮询函数挂软中断调度队列。之后在软中断处理过程中将调用xxxx_poll程序。把数据从网卡接收缓存中拷贝出来。数据在环形缓冲区的存放格式如下：| 长度| 状态位| 内容| 长度| 状态位| 内容| .生成个skb ，调用系统函数通知上层协议驱动数据包的到来，并将新skb