网卡的作用讲课讲稿.docx
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网卡的作用讲课讲稿
网卡的作用
网卡主要功能：
①实现与主机总线的通讯连接，解释并执行主机的控制命令。
②实现数据链路层的功能。
③实现物理层的功能
网卡简称网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），是计算机局域网中重要的连接设备之一，计算机通过网卡接入网络。
在计算机网络中，网卡一方面负责接收网络上的数据包，通过和自己本身的物理地址相比较决定是否为本机应接信息，解包后，将数据通过主板上的总线传输给本地计算机，另一方面将本地计算机上的数据打包后送出网络。
网卡工作在物理层
中继器工作在物理层,用来复原网络中的信号并重新发送到其他网段上，不负责处理任何数据的
集线器工作在物理层,用于连接各物理设备
交换机也是在数据链路层,作用类似网桥
路由器工作在网络层
网关则有所不同,有些网关使用完整的七层协议,不过一般网关负责执行应用层的协议转换
调制解调器工作在物理层
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网卡工作于OSI的数据链路层和物理层怎么理解？
悬赏分：
5-解决时间：
2006-10-1100:
34工作于物理层可以理解，因为网卡的主要工作原理是整理计算机上发往网线上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送出去。
最佳答案
网卡本身属于物理设备,主要任务是将双绞线与您的网卡相连.
数据链路层作为OSI模型的第二层.在二层的为MAC地址,数据单元是FRAME.网卡本身使用的是MAC地址,与交换机相连构成一个标准交换体系.与交换机通讯使用的是FRAME,用的地址也是MAC地址.
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1.10 网络互连技术
一、网络互连的概念
1、网络互连的历史
60年代至70年代，大型中央主机主宰着数据处理工业。
网络用来把哑终端连到主机上，这是一种固定的层次结构。
IBM的SNA就属于这一代，远程设备一般用专用多点线路连到中央主机。
第二代系统加进了小型计算机和广域网（70～80年代）。
远离中央数据中心的小型计算机促成了分布式数据处理的诞生。
Digital的VAX系统和DECnet网络是这个时代的代表。
80年代以来，由于处理器速度提高及硬件成本的下降，桌面计算机得到迅速发展。
局域网也随着繁荣起来。
当人们要求把主机、局域网、广域网、小型计算机连接起来的时候，就产生了网间连接的需求。
美国国防部高级研究计划署（DPARA）早在70年代就在世界上第一个计算机网络APRANET上开展了计算机网络互连的研究。
如今在APRANET发展起来的Internet已是全世界最大的计算机网络。
可以想象，没有网间互连技术的开发与研究，计算机网络只会是一个个孤岛。
Internet也只会是空中楼阁，信息高速公路也只会是美好的梦想。
2、网络互连的概念
计算机网络的互连是目前最重要的信息技术之一。
它是近30年来各种信息技术发展的融合。
计算机网络是指：
计算机局部网络；计算机城域网络；计算机广域网络；以及公用网如分组交换网、数字数据网，还包括其它各种专用的数字通信和计算机通信网络等。
?
计算机网络的互连，既可以通过有线专线，也可以通过无线，还可以通过公用电话交换网和综合业务数字网等公用通信网络来连接。
网络互连的内容主要包括局域网与局域网互连，计算机网络和公用网如分组交换网、数字数据网的互连。
至于分组交换网的互连和数字数据网的互连则因其属于公用网的互连，通常并不列入计算机网络互连之列。
网络互连涉及到的概念很多。
为了深刻理解网络互连的内涵和外延，下面我们对网络连接（Internetworking）、网络互连（Interconnection）、网络互通（Interworking）三个概念进行讨论。
·网络连接网络连接是指一对同构或异构的端系统，通过由多个网络（或中间系统）所提供的接续通路连接起来，完成信息互传的组织形式。
连接的目的是实现系统之间的端-端（end-end）通信。
所以网间连接是对附接于不同网络的各种系统之间的互连，它要求一条在协议能力上连续的接续能力，以完成端系统之间的数据传递。
·网络互连是指不同子网之间的互相连接，目的是解决子网之间的数据流通，但这种流通尚未扩展到系统与系统之间。
这里把一条子网看作一条“链路”，把子网之间的连结（中间系统）看作交换节点，从而形成一个“超级网络”。
·网络互通是一种独立与连结形式的能力。
它不仅仅是指两端系统之间的纯粹的数据搬移，还表现出一种“合作”关系。
OSI/RM对互通作了这样一种描述：
OSI不只是涉及系统间信息的传递，它还涉及为完成它们的共同任务的互通能力。
也就是说，OSI与系统之间的合作有关，是系统互连所隐含表现的内容。
系统之间的直接连结或通过网络的中继连结，都是为了完成它们之间的数据传输，即解决系统之间的数据的业务的投递（即传输问题）。
它把对业务的理解、处理与应用，留给了系统间的互通环境。
因此，连接（互连）只解决数据的搬移，互通是各系统在连通条件下由自身创建的支持应用之间互作用的“协议匹配”环境。
二、网络互连标准
1978年ISO首次公布了现在已经成为网络互连及网络体系结构的框架标准OSI/RM。
国际标准化组织的网络通信协议，是将网络的接口分外七层，即著名的七层协议，也称为开放系统互连的标准和模型。
根据这一标准，将网络的通信接口分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。
各层次的主要功能分别是：
物理层：
为网络的数据链路层之间提供物理连接，它应该明确对于其他的各层应怎样利用物理媒体；
数据链路层：
负责在链路上正确地传输数据的帧；
网络层：
进行分组传送，选择路由，进行流量控制：
传输层：
为其上的会话层提供运输服务，完成从端到端的传送报文的服务；
会话层：
数据传送的管理与同步；
表示层：
数据格式的转换；
应用层：
直接与用户进程相接，完成与用户进程之间的信息交换。
网络互连除了需要硬件设备支撑以外，还需要执行一定的协议。
目前，负责制定网络互连协议的机构主要是CCITT（现名ITU-T）和ISO。
协议的制定是按层次分别制定。
由于网络的互连通常是由底层逐渐向上发展的，因此协议的制定也是由底层逐渐向上进行的。
另一方面，由于网络的底层协议往往与物理媒体有关，所以网络的协议自底层起因互连的网络不同又形成了不同的系列。
例如，对于网络物理层的协议，
局域网接口的有：
ISO802.3（CSMA/CD载波监听多点接入）适用于总线型局域网；
ISO802.4适用于令牌型总线网;ISO802.5适用于令牌型环型网。
属于城域网型公用数据网的有ISO802.6和X.21（X.21bis）
属于综合业务数字网的有I.403。
物理层之上，数据链路层协议，分别有
ISO802.2（适用于局域网）、X.212（适用于城域网和公用数据网）、I.440（适用于综合业务数字网）。
网络层协议，分别有ISO8473（适用于局域网）、X.25（适用于局域网和公用数据网）、I.462（适用于综合业务数字网）。
传输层、会话层和表示层的协议比较单一，
对于局域网来说，分别是ISO8072/3、ISO8327/7、ISO8822/3/4/5；
对于城域网和公用数据网来说，是X.214/224、X.215/225、X.408/409;
对于综合业务数字网来说，尚未制定。
比较复杂的是应用层，这是由于应用层处于网络接口的最上层，直接和用户的应用进程相接,而用户的应用情况是非常复杂的，各种不同的通信网络和通信方式在数据传输方式和通信方法上都不相同,因此为了适应用户的不同要求，分别制定了相应的协议，比较重要的有
报文处理系统MHS（X400）、可视图文（T100/1）等。
根据网络互连设备工作的层次及其所支持的协议，一般将它们分别称为中继器、网桥、路由器、网关。
⒈中继器
工作在OSI/RM第一层即物理层的称为中继器。
物理层互连标准为EIA、CCITT（现称为ITUT）及IEEE制定。
⒉网桥
工作在OSI/RM第二层即数据链路层的称为网桥。
网络的连接其实是MAC子层的互连。
MAC桥的标准由IEEE802工程的各个子委员会开发。
IEEE802委员会已开发出两种MAC桥规范。
第一种称为IEEE802PARTD。
它定义了一种能互连任何802局域网段的网桥。
第二种是802.5,它定义了专门连接令牌环网的网桥。
制定MAC桥的IEEE802委员会指出：
将来任何基于MAC的网桥必须与第一类网桥兼容。
⒊路由器
网络层互连的产品称为路由器或中间系统（OSI术语）。
它完成子网间的路由功能。
路由器及路由协议由ANSI任务组X3S3.3和ISO/IEC工作组TC1/SC6/WG2制定。
ISO路由器标准的制定工作是以其通用网络体系结构及路由体系结构为基石的。
该通用网络体系结构在ISO8648中描述,称作网络层内部组织（IONL）,路由体系结构由ISO9575技术报告“OSI路由框架"描述。
IONL建立了端系统（主机）、中间系统（路由器）及子网的概念。
子网是一个非常重要的概念，它使ISOInternetworkProtocol（ISO8473）标准化成为可能。
IP协议对子网服务不作更多要求。
OSI路由框架定义了一个三层路由结构。
最低层（子网内部）称作"端系统到中间系统路由信息交换”协议，由ISO9542描述。
中间层（域内）称作“中间系统到中间系统路由信息交换”协议。
在最高层（域间），不同路由域的路由器通过更复杂的交互来发现对方，这种交互应携带大量管理、控制消息来表明域间信赖关系。
下面简单描述一下路由信息的交互过程:
*当一路由器加入到网络中时,它由其所连接LAN和WAN链路周期性地广播ISH（中间系统问候），同时每一个端系统周期性地广播ESH（端系统问候），从而使本地路由器能增添其网络MAC地址表。
*向LAN发送的ISH负责通知主机：
路由器已存在于它们的网路中。
而向WAN发送的ISH则通知所有其它的路由器:
有一新路由器已加入到网络中。
其他的路由器则提供他们所支持的子网的信息作为回应。
*新的路由器现拥有一个本地网络地址到MAC地址的影射表和路由器标识符与子网地址影射表，路由算法重新估算最佳路径。
路径信息向全网广播，以保证每一个路由器有一个一致的全优路径拓扑。
*端系统或者向明确标识的MAC地址或者向任一路由标识符发送信息。
如果目的地址不可知或没有路由器,则信息向所有端系统广播。
如果路由器受到需转发的分组，但它知道一更合适的路由器来服务该请求（即更优的路径）。
它就向源端系统发一重定向信息。
这样该系统上的网络MAC地址表会重新配置和影射。
⒋网关
网关是典型的通信服务器，其作用是使两个或多个不同的网络之间相互通信，“不同”意味着传输协议和物理网络都不一样，最常见的网关是那些将局域网与专用主机结构（如SNA与DECnet）的连接器。
其它常见的网间连接器将局域网与各种类型广域网协议连接起来。
因网关多涉及到专有系统，所以关于网关的标准化工作还没有做。
三、网络互连原理
⒈网络互连对网间连接设施的要求
虽然网络互连方法各异,但是对于网间连接设施，我们有一些共同的要求:
（1）提供网络间物理的和链路的连接控制。
（2）提供不同网络间数据的路由和转发。
（3）互连设备必须容纳网络的差别。
包括:
*不同的寻址模式。
互连的网络可能使用不同的命令、地址及目录维护机制。
有可能需要提供全程寻 址和目录服务。
*不同的最大包大小。
*不同的网络存取机制。
*不同的时限。
典型地，一个面向连接的传输服务将等待一个确认，直到时限超时,这时它重传数据 块.一般跨越多个网络需要长一些时间。
互连网定时过程必须允许成功的传输而避免不必要的重 传。
*差错恢复。
网络互连服务不应依赖于单个子网的差错恢复能力，也不应受其干扰。
*状态报告。
*路由技术。
子网内路由依赖于特定网的差错检测及拥挤控制技术,互连设备应能协调这些来自不同网 络上的站点的数据来适应路由。
*用户接入限制。
每个网络有其自己的用户接入控制技术。
必要时,互连设备应能唤醒该功能。
而且可 能用到单独的互连网络接入控制技术。
*连接还是无连接。
子网可能提供面向连接的服务（比如虚电路）或无连接服务（如数据报）。
互连 服务不应依赖于子网的连接服务性质。
⒉网络互通的功能描述
描述网络互通的功能时涉及到两个方面:
*操作模式（连接模式或无连接模式）
*协议体系结构。
操作模式决定了协议体系。
ISO已标准化了两个互连方法。
（1）连接模式操作。
在连接模式下，子网被认为能提供面向连接的服务。
即在连在同子网上的两个端系统之间建立逻辑网络连接（如虚电路）。
中间系统用来连接两个或更多子网。
单个子网的逻辑连接由IS链在一起。
这样跨越多个子网的端系统交换数据。
（2）无连接模式操作。
连接模式对应于分组网的虚电路机制,无连接模式对应于分组网的数据报方式。
每个网络协议单元被单独处理，并通过一系列的路由器和网络从源端系统被送到目的端系统。
因此从源端系统到目的端系统过程中不同的数据单元可能经历不同的路径。
端系统与中间系统实现相同的网络层协议，称作网际协议（InternetProtocol）。
ISO8473提供了相似的功能。
实际上，在InternetProtocol下，需要一个接入特定子网的协议。
因此每个端系统和中间系统工作在网络层的协议包括：
上一层提供互连功能，下一层提供子网接入功能。
第三种方法是网桥的使用.网桥，也叫MAC层中继，也利用了无连接模式操作，但是它实现在比网络层低一层的数据链路层上。
四、网络互连方式
1、网络互连与网络分层
网络在建设时，为了便于实现节点之间的通信即数据的交换，对通信数据的交换采用了不同的层次来完成不同的任务的方法。
因此，网络中节点的工作是分成若干个层次来进行的，也就是我们通常所说的网络是分层的。
所谓分层，就是说将网络节点所要完成的数据的发送或转发、打包或拆包、控制信息的加载或拆除等工作，分别由不同的硬件和软件模块去完成。
为什么网络必须分层呢？
这个道理很简单。
由于网络所连接的计算机设备是由不同的厂家生产的，这些计算机设备硬件和软件的结构并不相同，接口也不一样。
要把结构不同计算机设备互相连接起来，并且正常地工作，完成数据的传送和转发任务，不是一件简单的事，而是一件相当复杂的工作。
解决这一难题的最好的方法，就是把网络节点的全部任务加以分解，按照其性质和内容归并成若干部分，由不同的模块去完成。
这样就可以将网络通信和网络互连这一复杂的问题变得较为简单。
网络分层的最大好处是可以将复杂的技术问题化简为一些比较简单的问题去处理，从而使得网络的结构具有较大的灵活性，通信容易实现，可以降低网络互连的设备技术成本，更重要的是，能够实现和促进标准化工作。
网络分层还使得网络互连变得规范和容易。
因为网络的互连在多数的情况下是异种网络的互连，也就是不同的网络，如不同局域网互连、局域网与广域网互连，而这些不同网络执行的是不同的协议，其操作系统和接口也不同，其间的连网极其复杂。
但如果将网络的接口分层，并严格规定各层之间的作用和界限、联系，将相同的功能安排在相同的层次，这样网络的通信就比较容易实现了。
2、网络互连方式网络互连可以有多种方法。
从距离上区分，有本地局域网互连和远程局域网互连方式，即LAN-LAN和LAN-WAN-LAN的方式。
从互连所采用的介质看，又有同轴细缆或粗缆、分类的非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP、单模或多模光纤等连接方式。
但最重要的互连概念应以ISO/OSI开放系统互连参考模型的分层观点考察网络的互连。
由此出发可将互连划分为四个层次，即物理层、数据链路层、网络层和高层。
与之对应的分别是中继器Reperter、网桥Bridge、路由器Router和网关Gateway。
层次一：
使用中继器在不同电缆段之间复制位信号
层次二：
使用网桥在局域网之间存储转发帧
层次三：
使用路由器在不同网络间存储转发分组
层次四：
使用协议转换器提供高层接口
事实上主要的互连方式为一、二、三层方式。
其区别和适用范围的准确判定知识对用户是至关重要的。
五、网络互连技术趋势
在实际中往往是不同方式、不同通信介质、近程和远程等的综合性局域网互连。
目前的网络互连领域还包括许多技术和产品，如综合网桥和路由器功能、可以单独定义网络的桥连接路由器、塌陷式的主干（Collapsedbackbone）、容错和先进网络管理，另外如快速以太网、千兆位以太网、ATM和高速无线局域网等技术不断为网络互连引入新的功能。
分布式处理及多种数据形式的集成导致了对高带宽的需求。
网络也正向宽带传输迈进。
保护用户投资，增加带宽也是网络互连产品的追求。
在基于路由器的网络中焦点在于路由处理活动。
最近，对互连网络性能至关重要的交换功能日益受到重视，在互连网中散布交换功能可以允许：
*高速接口级交换
*网络可伸缩性得到扩张
*更好的故障检测和隔离
*简单的成本/伸缩性/性能曲线，接口级性能要求代替了盒级整体性能需求。
将交换功能从路由处理功能中分离开来允许重新定位功能，不同类型的交换能够无缝连接。
交换式网络给予网络管理的强有力功能是虚拟网络技术。
虚拟网就是一组在逻辑上相连的网段，但也许它们在物理上并不直接相连。
与交换机相连的一个或多个网段可在逻辑上定义为一个单一的虚拟网。
更重要的是，即使多个网段被连到网络中不同的但相互连接的交换机上，它们仍属于单一虚拟网的成员。
利用软件管理工具，网络用户就可以方便地增加或配置单一虚拟局域网段。
交换式以太和ATM是交换功能分布的例子。
以太交换机适合于微分段局域网，ATM交换机适于把分段的工作组连成虚拟LAN，以及建立高速交换的广域网。
目前，网络用户正逐步向交换式网络转移，最后很可能迁移到异步传输模式（ATM）交换技术。
由于ATM的光辉前景，路由器、集线器、交换机厂商纷纷开发支持ATM技术的互连设备。
随着网络技术快速发展，ATM将改变采用路由的方式，作为分散主干的ATM路由方式可能最终取代路由器目前所处的地位。
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