1、第2章 網(wǎng)卡和調(diào)制解調(diào)器12.1 網(wǎng)卡2.1.1 網(wǎng)卡的功能和工作原理1.發(fā)送數(shù)據(jù)(1)介質(zhì)監(jiān)聽:網(wǎng)卡先監(jiān)聽與網(wǎng)卡連接的傳輸介質(zhì)是否空閑,即是否有其他工作站正在傳送數(shù)據(jù),如果沒有工作站正在傳送數(shù)據(jù),則開始準備向傳輸介質(zhì)發(fā)送數(shù)據(jù)。(2)數(shù)據(jù)傳輸:把存放計算機內(nèi)存中的數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)總線發(fā)送給網(wǎng)卡。(3)數(shù)據(jù)緩存:把要發(fā)送的數(shù)據(jù)存放到網(wǎng)卡緩存,一般是4KB大小。2(4)幀的建立:網(wǎng)卡接收來自網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)包,按數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議封裝為數(shù)據(jù)幀。網(wǎng)卡將數(shù)據(jù)按一定格式裝配成幀,配以前導碼、幀定界符、目的地址、源地址以及填充段、CRC檢驗等。(5)并/串變換:把要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡介質(zhì)需要的串行數(shù)據(jù)。(6)數(shù)據(jù)編

2、碼/解碼:把計算機內(nèi)二進制數(shù)據(jù)編碼為網(wǎng)絡介質(zhì)需要的數(shù)據(jù)格式。(7)發(fā)送數(shù)據(jù):通過傳輸介質(zhì)發(fā)送數(shù)據(jù)。32.接收數(shù)據(jù)網(wǎng)卡監(jiān)聽到傳輸介質(zhì)上有傳輸信息,則準備接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)接收時,首先鑒別目的地址,如與本站地址不符,則將此幀信息丟棄,否則進行串/并轉(zhuǎn)換,再對信息幀進行分解,把有效數(shù)據(jù)送往緩沖存儲器。接收完一個信息幀后,如檢驗正確,則向發(fā)送站送出一個ACK應答幀,如有錯誤,則發(fā)出NAK否定應答幀。網(wǎng)卡在發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)時要進行傳輸介質(zhì)收發(fā)控制,網(wǎng)卡對傳輸介質(zhì)收發(fā)控制通過載波偵聽進行沖突檢測來實現(xiàn)。42.1.2 網(wǎng)卡的類別（1）ISA總線網(wǎng)卡ISA（Industrial Standard Archite

3、cture，工業(yè)標準結(jié)構(gòu)總線）總線采用16位總線，帶寬為8.3MHz，ISA總線網(wǎng)卡的CPU的占用率高，速度較慢，最大傳輸速率10Mbps。目前這種網(wǎng)卡目前已經(jīng)淘汰了已經(jīng)很少見。如圖是一款ISA總線的網(wǎng)卡。（2）PCI總線網(wǎng)卡PCI（Peripheral Component Interconnect，外設組件互連標準）總線為32位總線，帶寬為33MHz，PCI總線的網(wǎng)卡，CPU的占用率較低，速度快，最大傳輸速率可達1000Mbps，是目前最流行的網(wǎng)卡。目前主流的PCI規(guī)范有PCI2.0、PCI2.1和PCI2.2三種 圖2-1 ISA總線網(wǎng)卡5（3）PCMCIA總線網(wǎng)卡PCMCIA（Perso

4、nal Computer Memory Card International Association）網(wǎng)卡是筆記本專用的網(wǎng)卡。PCMCIA總線分為兩類，一類為16位的PCMCIA，另一類為32位的CardBus。如圖2-3是一款PCMCIA網(wǎng)卡。（4）PCI-E總線網(wǎng)卡PCI-Express，簡稱PCI-E，它是最新的總線和接口標準，它原來的名稱為“3GIO”，是由英特爾提出。PCI-E技術規(guī)格包括X1（250MB/s），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道規(guī)格，目前PCI-E X1和PCI-E X16已成為PCI-E主流規(guī)格。它的主要優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)傳輸速率高，目前最高可達到10GB/s

5、以上，而且還有相當大的發(fā)展?jié)摿?。如圖2-4是一款PCI-E總線的網(wǎng)卡。6（5）PCI-X總線網(wǎng)卡 PCI-X是目前在服務器開始使用的網(wǎng)卡類型，它與原來的PCI相比在I/O速度方面提高了一倍，比PCI接口具有更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。PCI-X總線接口的網(wǎng)卡一般采用32位的總線寬度，也有64位的數(shù)據(jù)寬度。如圖是一款PCI-X網(wǎng)卡。 （6）USB總線網(wǎng)卡USB總線網(wǎng)卡是最近才出現(xiàn)的產(chǎn)品，這種網(wǎng)卡是外置式的，具有不占用計算機擴展槽的優(yōu)點，因而安裝更為方便。這種網(wǎng)卡支持熱插拔即插即用。如圖是一款USB總線網(wǎng)卡。 72.按帶寬分類按照網(wǎng)卡的傳輸速率（即其支持的帶寬）可分為10Mbps網(wǎng)卡、100Mbps網(wǎng)卡、

6、10/100Mbps自適應網(wǎng)卡、1000Mbps網(wǎng)卡以及10000Mbps網(wǎng)卡。3.按網(wǎng)絡接口分類 目前常見的網(wǎng)絡接口主要有以太網(wǎng)的RJ-45接口、BNC接口、AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。82.1.3 網(wǎng)卡的技術參數(shù) 1.端口類型2.數(shù)據(jù)傳輸速率由于存在多種規(guī)范的以太網(wǎng)，所以網(wǎng)卡也存在多種傳輸速率，以適應它所兼容的以太網(wǎng)。網(wǎng)卡在標準以太網(wǎng)中傳輸速率為10Mbps，在快速以太網(wǎng)中傳輸速率為100Mbps，在千兆以太網(wǎng)中傳輸速率為1000Mbps。3.總線方式網(wǎng)卡目前主要有PCI、ISA和USB三種總線方式。對于現(xiàn)在普通的100Mbps網(wǎng)絡，32位接口是充分使用所有帶寬的必備條件，而P

7、CI總線的理論帶寬是133Mbps，完全可以滿足100Mbps網(wǎng)絡的需求。PCI總線的網(wǎng)卡的特點是速度快且占用CPU資源少。 94.支持全雙工半雙工的意思是指網(wǎng)卡在同一時間內(nèi)只能發(fā)送或接收信息，而全雙工網(wǎng)卡，卻可以在發(fā)送的同時進行接收。5.ACPI電源管理ACPI是一種新的工業(yè)標準，它通過硬件和操作系統(tǒng)提供支持系統(tǒng)的電源管理功能，支持ACPI電源管理的網(wǎng)卡可以通過計算機的睡眠模式減少電量的損耗。6.遠程喚醒遠程喚醒是一個ACPI功能，它允許用戶通過網(wǎng)絡遠程喚醒計算機，進行系統(tǒng)維護等操作。要實現(xiàn)遠程喚醒功能還要求主板支持遠程喚醒，并且網(wǎng)卡和計算機主板都符合PCI2.2規(guī)范。107.系統(tǒng)資源占用率

8、網(wǎng)卡在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)量大的情況下系統(tǒng)資源的占用率十分明顯，如進行在線點播、語音傳輸、IP電話通話時。8.芯片和兼容性網(wǎng)卡的主控制芯片是網(wǎng)卡的核心元件，一塊網(wǎng)卡性能的好壞，主要是看這塊芯片的質(zhì)量。和其它計算機產(chǎn)品一樣，網(wǎng)卡的兼容性也很重要，不僅要考慮到和自己的計算機兼容，還要考慮到和它所連接的網(wǎng)絡兼容，所以選用網(wǎng)卡盡量采用知名品牌的產(chǎn)品，不僅安裝容易，而且還能享受到一定的售后服務。112.1.4 網(wǎng)卡的選購1.工作站網(wǎng)卡的選購（1）接口類型。（2）傳輸速度。（3）總線類型。（4）對操作系統(tǒng)的支持。目前網(wǎng)卡支持的操作系統(tǒng)主要有Windows類操作系統(tǒng)、UNIX類操作系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)以及Netware

9、操作系統(tǒng)等幾大類。（5）對全雙工通信方式的支持。（6）對遠程喚醒功能的支持。（7）對遠程引導功能的支持。122.服務器網(wǎng)卡的選購服務器網(wǎng)卡應具備以下特性中的幾個或全部。（1）較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。（2）較低的處理器占用率。（3）網(wǎng)管特征。（4）就總線接口類型來看，應選用在服務器上使用的PCI-X總線接口類型的網(wǎng)卡。132.2 網(wǎng)卡的安裝和設置1.網(wǎng)卡的安裝（略）2.驅(qū)動程序的安裝 （略）3.安裝和設置網(wǎng)絡協(xié)議（略）注意：tcp/ip協(xié)議的安裝和配置142.3 調(diào)制解調(diào)器2.3.1 調(diào)制解調(diào)器的工作原理調(diào)制解調(diào)器由發(fā)送、接收、控制、接口、操縱面板及電源等部分組成。數(shù)據(jù)終端設備以二進制串行信號形式提

10、供發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)接口轉(zhuǎn)換為內(nèi)部邏輯電平送入發(fā)送部分，經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制成線路要求的信號向線路發(fā)送。接收部分接收來自線路的信號，經(jīng)濾波、反調(diào)制、電平轉(zhuǎn)換后還原成數(shù)字信號送入數(shù)字終端設備。 152.3.2 調(diào)制解調(diào)器的分類1.按硬件安裝方式分類（1）外置式Modem （2）內(nèi)置式Modem （3）PCMCIA插卡式Modem （4）機架式Modem 2.按技術（芯片功能）分類（1）硬Modem（2）軟Modem（3）半軟Modem（4）AMR3.根據(jù)調(diào)制信號的類型分類（1）基帶Modem（2）頻帶Modem162.3.3 Modem的傳輸協(xié)議(1）調(diào)制協(xié)議調(diào)制協(xié)議負責把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為相應的模擬信號，即

11、所謂的“調(diào)制”過程和把模擬信號還原為計算機能識別的數(shù)字信號，即所謂的“解調(diào)”過程。調(diào)制協(xié)議通過“調(diào)制”與“解調(diào)”的數(shù)模轉(zhuǎn)換過程，實現(xiàn)網(wǎng)絡通信。(2）差錯控制協(xié)議差錯控制協(xié)議用于保證在高速傳輸中數(shù)據(jù)的準確率。目前的差錯控制協(xié)議存在著兩個工業(yè)標準：MNP4和V4.2。其中MNP（Microcom Network Protocols）是Microcom公司制定的傳輸協(xié)議，包括了MNP1MNP10。17(3）數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議為了提高數(shù)據(jù)的傳輸量，縮短傳輸時間，現(xiàn)時大多數(shù)Modem在傳輸時都會先對數(shù)據(jù)進行壓縮。數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議也存在兩個工業(yè)標準：MNP5和V4.2bis。MNP5采用了Rnu-Length編碼和

12、Huffman編碼兩種壓縮算法，最大壓縮比為2:1。V4.2bis采用了Lempel-Ziv壓縮技術，最大壓縮比可達4:1。(4）文件傳輸協(xié)議文件傳輸是數(shù)據(jù)交換的主要形式。在進行文件傳輸時，為使文件能被正確識別和傳送，需要在兩臺計算機之間建立統(tǒng)一的傳輸協(xié)議。這個協(xié)議包括了文件的識別、傳送的起止時間、錯誤的判斷與糾正等內(nèi)容。常見的傳輸協(xié)議包括ASCII、XModem、YModem和ZModem。182.3.4 常見的調(diào)制解調(diào)器1.串口Modem串口Modem是通過和電腦的串口連接來進行通信的Modem，該類型的Modem都是外置的，需要獨立的電源設備，由于連接是串口，所以速度比較慢，另外此類設備

13、一般都需要安裝驅(qū)動程序才能正常使用。如圖所示是一款串口Modem。2.USB接口的Modem此類Modem通過和機器的USB接口連接來實現(xiàn)網(wǎng)絡通信，它的連接方式簡單、速度高，支持熱插拔，目前USB接口的Modem在市場上走高端路線，價格昂貴，但是它是未來Modem的一個發(fā)展方向。如圖所示是一款USB接口Modem。193.ADSL的Modem由于ADSL的流行，基于ADSL的Modem得到了大量的使用，該類型的Modem通過和機器的網(wǎng)卡接口連接來實現(xiàn)網(wǎng)絡通信，ADSL網(wǎng)絡速度較快，價格低廉，很受普通用戶的歡迎。如圖所示是一款ADSL的Modem。4.PCI接口的Modem此類Modem是最早使

14、用的內(nèi)置Modem，它在使用之前必須安裝在機器的主板上固定下來，并且必須安裝對應的驅(qū)動程序才能使用。目前此類Modem已經(jīng)淘汰。如圖所示是一款PCI接口的Modem。205.電力Modem電力線通信（Power Line Communication，PLC），是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。該技術是把載有信息的高頻加載于電流，然后用電線傳輸，接受信息的調(diào)制解調(diào)器再把高頻從電流中分離出來，并傳送到計算機或電話，以實現(xiàn)信息傳遞。6.Cable ModemCable Modem 是利用雙向的有線電視HFC網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O備。由于傳統(tǒng)上同軸電纜就是用來傳輸實時視音頻的載體，因此其傳

15、輸速度要比主要用來承載電話業(yè)務的銅質(zhì)電話線高數(shù)百倍。Cable Modem能實現(xiàn)“電話線、網(wǎng)線、電視線”三線合一。212.3.5 調(diào)制解調(diào)器的選購選購調(diào)制解調(diào)器最好選用高速的調(diào)制解調(diào)器，如果經(jīng)濟條件許可，最好選擇外置式的調(diào)制解調(diào)器，為了方便起見，可以選擇USB接口的調(diào)制解調(diào)器。選擇的Modem應該帶有強大的差錯控制和數(shù)據(jù)壓縮功能。選擇的Modem應該穩(wěn)定性較強，簡單易用，最好配套有配置功能，售后服務質(zhì)量較好，最好選擇品牌產(chǎn)品。 222.4 調(diào)制解調(diào)器的安裝2.4.1 ADSL Modem的安裝1.硬件的安裝（1）連接電話線。把電話線的RJ-11插頭插入Modem的Line接口，再用電話線把Mo

16、dem的Phone接口與電話機連接。（2）采用直通雙絞線分別插入計算機網(wǎng)卡的RJ-45接口和Modem的RJ-45接口。2.軟件的安裝(略）232.4.2 內(nèi)置式56k Modem的安裝1.硬件安裝（1）關閉計算機電源并打開機箱，將Modem卡插入主板上任一空置的PCI擴展槽，并用螺絲固定好Modem，安裝好計算機機箱。（2）把電話線的RJ-11插頭插入Modem卡上的Line接口，再用電話線把Modem卡上的Phone接口與電話機連接。2.Modem的軟件安裝（略）242.4.3 Cable Modem的安裝和配置（1）將有線電視同軸電纜F接頭與Cable Modem的Cable接口相連。如果要同時連接電視機，則需要安裝一個多口分離器，將同軸電纜接入分離器的一端，另一端的一個口連接到電視機，另一個口連接到Cable Modem的Cable 接口。（2）采