网络适配器有什么作用.docx

1、网络适配器有什么作用 网络适配器有什么作用篇一：以太网网卡的结构及功能 以太网网卡的结构与工作原理 网卡、网络适配器或NIC (网络接口控制器)是一块被设计用来允许计算机在计算机网络上进行通讯的计算机硬件。由于其拥有MAC地址，因此属于OSI模型的第1层。它使得用户可以透过电缆或无线相互连接。 每一个网卡都有一个被称为MAC地址的独一无二的48位串行号，它被写在卡上的一块ROM中。在网络上的每一个计算机都必须拥有一个独一无二的MAC地址。 平常所说的网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器。网卡（NIC） 插在计算机主板插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，通过网络

2、介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。它的基本功能为：从并行到串行的数据转换，包的装配和拆装，网络存取控制，数据缓存和网络信号。目前主要是8位和16位网卡。 网卡的不同分类：根据网络技术的不同，网卡的分类也有所不同，如大家所熟知的ATM网卡、令牌环网卡和以太网网卡等。据统计，目前约有80的局域网采用以太网技术。按网卡所支持带宽的不同可分为10M网卡、100M网卡、10/100M自适应网卡、1000M网卡几种；根据网卡总线类型的不同，主要分为ISA网卡、EISA网卡和PCI网卡三大类，其中ISA网卡和PCI网卡较常使用。ISA总线网卡的带宽一般为10M，PCI总线网卡的带宽

3、从10M到1000M都有。同样是10M网卡，因为ISA总线为16位，而PCI总线为32位，所以PCI网卡要比ISA网卡快。 一、网卡的结构 图1 PCI总线网卡的解剖图主芯片： 图2 主芯片 网卡的主控制芯片是网卡的核心元件，一块网卡性能的好坏和功能的强弱多寡，主要就是看这块芯片的质量。需要说明的是网卡芯片也有“软硬”之分，特别是对与主板板载(LOM)的网卡芯片来说更是如此，这是怎么回事呢?大家知道，以太网接口可分为协议层和物理层。协议层是由一个叫MAC(Media Access Layer，媒体访问层)控制器的单一模块实现。物理层由两部分组成，即PHY(Physical Layer，物理层)

4、和传输器。常见的网卡芯片都是把MAC和PHY集成在一个芯片中，但目前很多主板的南桥芯片已包含了以太网MAC控制功能，只是未提供物理层接口，因此，需外接PHY芯片以提供以太网的接入通道。这类PHY网络芯片就是俗称的“软网卡芯片”，常见的PHY功能的芯片有RTL8201BL、VT6103等等。“软网卡”一般将网络控制芯片的运算部分交由处理器或南桥芯片处理，以简化线路设计，从而降低成本，但其多少会更多占用系统资源。 总线接口网卡要与电脑相连接才能正常使用，电脑上各种接口层出不穷，这也造成了网卡所采用的总线接口类型纷呈。此外，提到总线接口，需要说明的是人们一般将这类接口俗称为“金手指”，为什么叫金手指

5、呢?是因为这类插卡的线脚采用的是镀钛金(或其它金属)，保证了反复插拔时的可靠接触，既增大了自身的抗干扰能力又减少了对其他设备的干扰。 ISA接口网卡 图3 ISA接口网卡 ISA是早期网卡使用的一种总线接口，ISA网卡采用程序请求I/O方式与CPU进行通信，这种方式的网络传输速率低，CPU资源占用大，其多为10M网卡，目前在市面上基本上看不到有ISA总线类型的网卡 PCI接口网卡 图4 PCI接口网卡 PCI(peripheral component interconnect)总线插槽仍是目前主板上最基本的接口。其基于32位数据总线，可扩展为64位，它的工作频率为33MHz/66MHz。数据传

6、输率为每秒132MB(32*33MHz/8)。目前PCI接口网卡仍是家用消费级市场上的绝对主流。 二、网卡的工作原理 1.网卡工作过程PHY在发送数据的时候，收到MAC过来的数据(对PHY来说，没有帧的概念，对它来说，都是数据而不管什么地址，数据还是CRC)，每4bit就增加1bit的检错码，然后把并行数据转化为串行流数据，再按照物理层的编码规则(10Based-T的NRZ编码或100based-T的曼彻斯特编码)把数据编码，再变为模拟信号把数据送出去。收数据时的流程反之。现在来了解PHY的输出后面部分。一颗CMOS制程的芯片工作的时候产生的信号电平总是大于0V的(这取决于芯片的制程和设计需求

7、)，但是这样的信号送到100米甚至更长的地方会有很大的直流分量的损失。而且如果外部网现直接和芯片相连的话，电磁感应(打雷)和静电，很容易造成芯片的损坏。 再就是设备接地方法不同，电网环境不同会导致双方的0V电平不一致，这样信号从A传到B，由于A设备的0V电平和B点的0V电平不一样，这样会导致很大的电流从电势高的设备流向电势低的设备。我们如何解决这个问题呢？ 这时就出现了Transformer(隔离变压器)这个器件。它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到连接网线的另外一端。这样不但使网线和PHY之间没有物理上的连接而换传递了信号，隔断了信号中的直

8、流分量，还可以在不同0V电平的设备中传送数据。 隔离变压器本身就是设计为耐2KV3KV的电压的。也起到了防雷感应(我个人认为这里用防雷击不合适)保护的作用。有些朋友的网络设备在雷雨天气时容易被烧坏，大都是PCB设计不合理造成的，而且大都烧毁了设备的接口，很少有芯片被烧毁的，就是隔离变压器起到了保护作用。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

9、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。 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

10、行本地处理。 2.影响网卡工作的因素 网卡能否正常工作取决于网卡及其相连接的交换设备的设置以及网卡工作环境所产生的干扰。如信号干扰、接地干扰、电源干扰、辐射干扰等都可对网卡性能产生较大影响，有的干扰还可能直接导致网卡损坏。计算机 PC机电源故障就时常导致网卡工作不正常。电源发生故障时产生的放电干扰信号可能窜到网卡输出端口，在进入网络后将占用大量的网络带宽，破坏其他工作站的正常数据包，形成众多的FCS帧校验错误数据包，造成大量的重发帧和无效帧，其比例随各个工作站实际流量的增加而增加，严重干扰整个网络系统的运行。 接地干扰也常影响网卡工作，接地不好时，静电因无处释放而在机箱上不断积累，从而使网卡的

11、接地端（通过网卡上部铁片直接跟机箱相连）电压不正常，最终导致网卡工作不正常，这种情况严重时甚至会击穿网卡上的控制芯片造成网卡的损坏。 干扰的情况很容易出现，有时网卡和显卡由于插得太近也会产生干扰。干扰不严重时，网卡能勉强工作，数据通信量不大时用户往往感觉不到，但在进行大数据量通信时，在Windows98下就会出现“网络资源不足”的提示，造成机器死机现象。 网卡的设置也将直接影响工作站的速度。电脑网卡的工作方式可以为全双工和半双工，当服务器、交换机、工作站工作状态不匹配，如服务器、工作站网卡被设置为全双工状态，而交换机、集线器等都工作在半双工状态时，就会产生大量碰撞帧和一些FCS 校验错误帧，访

12、问速度将变得非常慢，从服务器上拷贝一个20MB的文件可能也需要510分钟 3.远程唤醒功能 远程唤醒技术(WOL，Wake-on-LAN) 是由网卡配合其他软硬件，可以通过局域网实现远程开机的一种技术，无论被访问的计算机离我们有多远、处于什么位置，只要处于同一局域网内，就都能够被随时启动。这种技术非常适合具有远程网络管理要求的环境，如果有这种要求在选购网卡时应注意是否具有此功能。 1实现远程唤醒的几个要点 要实现远程唤醒，那么被作为远程唤醒一方的电脑需要符合以下条件才行： 首先，要实现远程唤醒，那么作为远程唤醒一方电脑中安装的网卡需要支持“WOL”功能才行。 其次，需要电脑的主板也要支持远程唤

13、醒才行，一般P级以上的主板都支持这项功能，篇二：详解网卡的工作原理 网卡工作原理 网卡的主要工作原理:发送数据时,计算机把要传输的数据并行写到网卡的缓存,网卡对要传输的数据进编码(10M以太网使用曼切斯特码,100M以太网使用差分曼切斯特码),串行发到传输介质上.接收数据时,则相反。对于网卡而言，每块网卡都有一个唯一的网络节点地址，它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM（只读存储芯片）中的，我们把它叫做MAC地址（物理地址），且保证绝对不会重复。MAC为48bit,前24比特由IEEE分配,是需要钱买的,后24bit由网卡生产厂家自行分配. 我们日常使用的网卡都是以太网网卡。目前网卡按其传输速度来

14、分可分为10M网卡、10100M自适应网卡以及千兆(1000M)网卡。如果只是作为一般用途，如日常办公等，比较适合使用10M网卡和10100M自适应网卡两种。如果应用于服务器等产品领域，就要选择千兆级的网卡。 一、网卡的主要特点 网卡(Network Interface Card，简称NIC)，也称网络适配器，是电脑与局域网相互连接的设备。无论是普通电脑还是高端服务器，只要连接到局域网，就都需要安装一块网卡。如果有必要，一台电脑也可以同时安装两块或多块网卡。电脑之间在进行相互通讯时，数据不是以流而是以帧的方式进行传输的。我们可以把帧看做是一种数据包，在数据包中不仅包含有数据信息，而且还包含有数

15、据的发送地、接收地信息和数据的校验信息。一块网卡包括OSI模型的两个层物理层和数据链路层。物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口。数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。Echo应答协议网卡的功能主要有两个:一是将电脑的数据封装为帧，并通过网线(对无线网络来说就是电磁波)将数据发送到网络上去;二是接收网络上其它设备传过来的帧，并将帧重新组合成数据，发送到所在的电脑中。网卡能接收所有在网络上传输的信号，但正常情况下只接受发送到该电脑的帧和广播帧，将其余的帧丢弃。然

16、后，传送到系统CPU做进一步处理。当电脑发送数据时，网卡等待合适的时间将分组插入到数据流中。接收系统通知电脑消息是否完整地到达，如果出现问题，将要求对方重新发送。 注：CSMA/CD（带有冲突检测的载波侦听多路访问），（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect）参考网络协议仿真教学系统（通用版）课件.chmMAC第一页，以及动画。 总结：网卡是工作在物理层和数据链路层的设备。它的主要作用1是封装以太网帧，2是进行数据编码。它发送帧的时候，采用CSMA/CD协议；接收帧的时候读取目的地址，若与本网卡的MAC地址相同，则接收，否则丢弃。 二、图解

17、网卡以最常见的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。下面我们就来分别了解一下其中主要部件。 注：以下有兴趣的自学。 主芯片 篇三：计算机网络简答题 1. 物理层的接口有哪几个方面的特性？各包含些什么内容？ 答：（1）机械特性：指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装 置等等。 （2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。 （3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。 （4）过程特性：说明对于不

18、同功能的各种可能事件的出现顺序。 2. 简述TCP协议在建立连接时使用三次握手的原因。 TCP运行在不可靠的IP子网上，为了防止重负的报文和重负连接建立，必须等接收方给出了相应的报文回应后才做出进一步的确认。 3. CSMA/CD的含义是什么？该协议的主要内容是什么？ CSMA/CD为载波侦听多路访问/冲突检测。载波侦听是指发送点在发送信息帧之前，必须听媒体是否处于空闲状态，多路访问既表示多个结点可以同时访问媒体，也表示一个结点发送的信息帧可以被多个结点所接收前者通过竞争确它占用媒体结点，后者通过地址来确它信息帧的接收者。冲突检测是指发送结点在发出信息帧的同时，还必须清听媒体，判断是否发生冲突

19、。 4. 试简述RIP和OSPF路由选择协议的主要特点。 都属于内部网关协议。 路由表内容：RIP目的网络地址 下一站ip地址 最优通路依据为跳数 算法依据为施矢量 传送方式为udp 路由表内容：OSPF距离目的网络地址 下一站ip地址 最优通路依据为费用 算法依据为链路状态 传送方式为IP数据报 5. 端口的作用是什么？为什么端口要划分为三种？ 答：端口的作用是对TCP/IP体系的应用进程进行统一的标志，使运行不同操作系统的计算机的应用进程能够互相通信。 熟知端口，数值一般为01023.标记常规的服务进程； 登记端口号，数值为102449151，标记没有熟知端口号的非常规的服务进程； 6.

20、网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点？ 答：网络层向运输层提供 “面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务。 前者预约了双方通信所需的一切网络资源。优点是能提供服务质量的承诺。即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限。缺点是路由器复杂，网络成本高；后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易。 7. 什么是NAT？NAT的优缺点有哪些？ NAT就是在内部专用网络中使用内部地址(不可路由)，而当内部节点要与外界网络发生联系时，就在边缘路由器或者防火墙处，将内部地址替换成全局地址，即可路由的合法注册地址，从而在外

21、部公共网上正常使用，其具体的做法是把IP包内的地址域用合法的IP地址来替换。 NAT的优点 节省公有合法IP地址 处理地址交叉 增强灵活性 安全性 NAT的缺点 延迟增大配置和维护的复杂性 不支持某些应用 8. 域名系统的主要的功能是什么？域名系统中的本地域名服务器、根域名服务器、顶级域 名服务器以及权威域名服务器有何区别？ 答案： 域名系统的主要功能是实现域名到IP地址的解析。域名系统中的根服务器是指当今存在于因特网上的十几个根域名服务器，授权服务器是主机本地ISP的一个域名服务器。因特网允许各个单位根据本单位的具体情况将本单位的域名划分为若干个域名服务器管辖区，一般就在各管辖区中设置有相应

22、的授权域名服务器。 9. 物理层要解决哪些问题？物理层的主要特点是什么？ 答：物理层要解决的主要问题： （1）物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。 （2）给其服务用户（数据链路层）在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流（一般为串行按顺序传输的比特流）的能力，为此，物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。 （3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。 物理层的主要特点： 由于在OSI之前，许多物理规程或协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中，这些物理规程已被许多商品化的设备所采用，加之，物理层协议涉及的范围广

23、泛，所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程，将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械、电气、功能和过程特性。 由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。 10. 简述IP地址与硬件地址的区别，并说明为什么实用两种不同的地址。 答：网络层及以上使用IP 地址；链路层及以下使用硬件地址。IP 地址在IP 数据报的首部，而硬件地址则放在MAC 帧的首部。在网络层以上使用的是IP 地址，而链路层及以下使用的是硬件地址。 在IP 层抽象的互连网上，我们看到的只是IP 数据报，路由器根据目的站的IP地址进行选路。在具体的物理网络的链路

24、层，我们看到的只是MAC 帧，IP 数据报被封装在MAC帧里面。MAC 帧在不同的网络上传送时，其MAC 帧的首部是不同的。这种变化，在上面的IP 层上是看不到的。每个路由器都有IP 地址和硬件地址。使用IP 地址与硬件地址，尽管连接在一起的网络的硬件地址体系各不相同，但IP 层抽象的互连网却屏蔽了下层这些很复杂的细节，并使我们能够使用统一的、抽象的IP 地址进行通信。 11. 从IPv4过渡到IPv6的方法有哪些？ 1 隧道技术 2 协议转换技术 隧道技术包括 GRE隧道，手工隧道，6TO4,ISATAP隧道，6PE 协议转换包括 静态动态NAT-PT 12. 网络适配器的作用是什么？它工作

25、在哪一层？ 13. 试简述RIP、OSPF和BGP路由选择协议的主要特点。 主要特点 网关协议 路由表内容 最优通路依据 RIP 内部 目的网，下一站，距离 跳数 OSPF 内部 目的网，下一站，距离 费用 BGP 外部 目的网，完整路径 多种策略算法 传送方式 其他 距离矢量 运输层UDP 链路状态 IP数据报 距离矢量 建立TCP连接 简单、效率低、跳数为16效率高、路由器频繁交换信规模大、统一度量为可达性 不可达、好消息传的快，坏息，难维持一致性 消息传的慢 14. 网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？ 答：网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。由以下三个要素组成

26、： （1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。 (2)语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。 (3)同步：即事件实现顺序的详细说明。 15. 作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别 转发器 : 一层设备，其实就是中继器，它是用来将信号放大的，远距离传输时，信号会衰减，所以需要加一个中继器，这样可以传输的更远。 网 桥 : 二层设备， 网桥具有学习功能，它可以根据第二层地址mac来转发帧，在数据通过网桥时，网桥会根据mac来决定是否转发。 路由器 : 三层设备，可以根据IP地址进行路径选择和包交换。主要用来路由选择。 网 关 : 多层设备或者三层设备 ，网关有多重

27、意思，一种是指 不同网段间的网关，即通信网关。其设备可以是路由器，也可以是三层交换机。另一种是 应用网关。应用网关在应用层上进行协议转换。并且可以细分：有信令网关，中继网关，还有接入网关等 16. 假设主机1（IP1，E1）与主机2（IP2，E2）在同一个子网内，当主机1需要与主机2 通信时，简要说明ARP的工作原理。 （1）当主机1要向主机2发送数据时，必须知道主机2的MAC地址，为此，先根据主机2的IP地址在本机的ARP缓冲表内查找，如找到E2，则把E2填到MAC帧中，并把数据发送给主机2； （2分） （2）如果在本机的ARP缓冲表内找不到主机2的MAC地址，则主机1产生一个ARP询问包，

28、其中包含主机1的IP地址，MAC地址E1，主机2的IP地址，并广播到网络上询问有谁知道主机2的MAC地址？（3分） （3）主机2收到ARP询问包后，根据询问者的IP和MAC地址E1立即向主机1回送一个ARP响应包，其中包含主机1的IP地址，MAC地址E1，主机2的IP地址和MAC地址E2，从而主机1获得了主机2的MAC地址E2，进而可向主机2发送数据。（3分） 17. 学生A希望访问网站，A在其浏览器中输入并按回 车，直到新浪的网站首页显示在其浏览器中，请问在此过程中，按照TCP/IP参考模型，从应用层到网络层都用到了哪些协议？（8分） 答：（1）应用层：HTTP：WWW访问协议，DNS：域名

29、解析；（2）传输层：TCP：在客户和服务器之间建立连接，提供可靠的数据传输； （3）网络层：IP：IP包传输和路由选择，ICMP：提供网络传输中的差错检测，ARP：将本机的缺省网关IP地址映射成物理MAC地址。 18. 简述ISO/OSI RM的七层协议，并简要说明每一层的功能？（6分） 应用层：OSI模型的应用层是用户与计算机进行实际通信的地方。 表示层：表示层因它的用途而得名：它为应用层提供数据，并负责数据转换和代码的格式化。 会话层：会话层负责建立、管理和终止表示层实体之间的会话连接。 传输层：传输层将数据分段并重组为数据流。 网络层：网络层负责设备的寻址，跟踪网络中设备的位置，并决定传

30、送数据的最佳路径，这意味着网络层必须在位于不同地区的互联设备之间传输数据流。 数据链路层：数据链路层提供数据的物理传输，并处理出错通知、网络拓扑和流量控制。 物理层：物理层是最低层，物理层的功能有两个：发送和接收位流。 19. 局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？ 答：局域网LAN是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络。从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点： （1）共享传输信道，在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。 （2）地理范围有限，用户个数有限。通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对独立的 局部范围内连网，如一座

31、楼或集中的建筑群内，一般来说，局域网的覆盖范围越位10m10km内或更大一些。 从网络的体系结构和传输检测提醒来看，局域网也有自己的特点： （1）低层协议简单 （2）不单独设立网络层，局域网的体系结构仅相当于相当与OSI/RM的最低两层 （3）采用两种媒体访问控制技术，由于采用共享广播信道，而信道又可用不同的传输媒体，所以局域网面对的问题是多源，多目的的连连管理，由此引发出多中媒体访问控制技术。在局域网中各站通常共享通信媒体，采用广播通信方式是天然合适的，广域网通常采站点间直接构成格状网。 20. 协议和服务有什么区别？ 协议与服务的区别： 协议是水平的，即协议是控制对等实体之间的通信的规则。

32、 服务是垂直的，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。 21. 以太网交换机有何特点？它与集线器有何区别？（6分） 答：特点： 1）以太网交换机通常都有十几个端口，因此，它实质上就是一个多端口的网桥，可见交换机工作在数据链路层。 2）以太网交换机的每个端口都直接与一个单个主机或另一个集线器相连，并且一般都工作在全双工方式。 3）它使用了专用的交换结构芯片，交换速率较高。 4）能同时连通许多对的端口，进行无碰撞的传输数据，通信完成后就断开连接， 区别：1）以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥 2）以太网交换机工作在数据链路层；集线器工作在物理层。 22. 在以太网中，什么是冲突？CSMA/CD协议是如何解决冲突的？（6分） 答：有两个或更多的用户在同一时刻发送信息，那么共享媒体上就产生冲突。 载波盗听多点接入/碰撞检测，一旦发现总线