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1、第三章 网络硬件 赵婧如 西安邮电大学 XIAN UNIVERSITY OF POSTS & TELECOMMUNICATIONS 网络适配器网络适配器 调制解调器调制解调器 中继器和集线器中继器和集线器 交换机交换机 路由器路由器 无线设备无线设备 防火墙防火墙 本章主要内容本章主要内容 网络适配器网络适配器 调制解调器调制解调器 中继器和集线器中继器和集线器 交换机交换机 路由器路由器 无线设备无线设备 防火墙防火墙 本章主要内容本章主要内容 3.2 网络适配器 网络适配器网络适配器(Network (Network Adapter)Adapter)或网络接口卡或网络接口卡NIC NIC
2、(Network (Network Interface Card)Interface Card)，简称，简称“ “网卡网卡” ”。 3.2 网络适配器 网卡与局域网之间的通信是通过电缆以网卡与局域网之间的通信是通过电缆以串行方式串行方式进行的，而进行的，而 和计算机之间的通信是通过计算机主板上的和计算机之间的通信是通过计算机主板上的I/OI/O总线总线以以并行并行 传输方式传输方式进行的。进行的。 硬件地址 至局域网 适配器 （网卡） 串行通信 CPU 和 存储器 生成发送的数据， 处理收到的数据 把帧发送到局域网， 从局域网接收帧 计算机 IP 地址 并行 通信 pp 网卡结构网卡结构 3.
3、2 网络适配器 pp 网卡的功能网卡的功能 网卡工作在数据链路层，是对计算机网络功能网卡工作在数据链路层，是对计算机网络功能 的扩展。的扩展。 功能如下：功能如下： 1) 1) 数据的数据的封装封装与与解封解封，信号的发送与接收。，信号的发送与接收。 2) 2) 介质访问控制协议介质访问控制协议的实现。的实现。 3) 3) 串行串行/ /并行并行转换。转换。 4 4）编码编码与与译码译码。 3.2 网络适配器 rr主控芯片：主控芯片：负责控制着进出网卡的数据流。负责控制着进出网卡的数据流。 rr数据泵：数据泵：用来发送和接收中断请求（用来发送和接收中断请求（IRQIRQ）信号，起到指挥数）信号
4、，起到指挥数 据正常流动的作用。据正常流动的作用。 rrBoot ROMBoot ROM芯片插槽：芯片插槽：在此插槽上安装无盘启动芯片在此插槽上安装无盘启动芯片 rr每块网卡都有一个唯一的每块网卡都有一个唯一的硬件地址硬件地址，它是网卡生产厂家在生，它是网卡生产厂家在生 产时烧入产时烧入ROMROM中的，且保证绝对唯一。中的，且保证绝对唯一。 rrLEDLED状态指示灯：状态指示灯：用来指示网卡的工作状态。用来指示网卡的工作状态。 rr晶振是石英振荡器的简称，它是时钟电路中最重要的部件，晶振是石英振荡器的简称，它是时钟电路中最重要的部件， 它的作用是向显卡、网卡、主板等配件的各分提供基准频率它
5、的作用是向显卡、网卡、主板等配件的各分提供基准频率. . 如：如：00-E0-3C-22-4D-5A 00-E0-3C-22-4D-5A （全球唯一）（全球唯一） Vendor ID MAC ID 3.1.1 网卡的组成和功能 pp MACMAC地址（硬件地址地址（硬件地址/ /物理地址物理地址） IEEE802标准为每个DTE规定了一个48位的全局 地址，它是站点的全球唯一的标识符，与其物理 位置无关。 MAC地址为6Byte（48位）。 MAC地址的前3个字节（高24位）由IEEE统一 分配给厂商,低24位由厂商分配给每一块网卡。 网卡的MAC地址可以认为就是该网卡所在站点 的MAC地址
6、3.2 网络适配器 pp MACMAC地址地址 地址字段的前地址字段的前3 3个字节（高个字节（高2424位）位）其中0至23位（前三个字节）称为“组 织唯一标识符OUI(Organizationally Unique Identifer)”，俗称公司标识 符，由IEEE的注册管理机构RA(Registration Authority)负责分配，由由 IEEEIEEE的注册管理委员会的注册管理委员会RARA统一分配给厂商，低统一分配给厂商，低2424位由厂商自行分配位由厂商自行分配 。 3.2 网络适配器 http:/standards.ieee.org/cgi-bin/ouisearch?x
7、x-xx-xx （xx-xx-xx处输入MAC地址的前三个字节）来查询网卡所属厂商 pp MACMAC地址的查看地址的查看 3.2 网络适配器 pp MACMAC地址的查看地址的查看 3.2 网络适配器 pp 网卡的网卡的工作原理工作原理 发送时，操作系统调用网卡驱动程序对数据进行封 装，然后将数据帧放至发送队列，按顺序发送到通 信线路上。 当网络上有数据帧到达时，网卡检查数据帧的目的 地址是否是本地网络接口卡的硬件地址或者广播地 址。如果都不是就丢弃该数据帧，如果是，将数据 帧放入接收队列，然后对数据帧进行解封，去除发 送方附加的首部和尾部信息，然后将原始数据放入 处理队列中等待操作系统中上
8、层网络模块的处理。 LEDLED状态指示灯：状态指示灯：用来指示网卡的工作状态。用来指示网卡的工作状态。 3.2 网络适配器 pp 网络适配器分类网络适配器分类 网卡可以连接的传输介质有同轴电缆（包含粗缆、细缆）、双 绞线、光纤，无线介质。连接的传输介质不同，连接接口 也不同。 1按传输介质接口分类 (1) 同轴电缆接口的网卡 (2）双绞线接口的网卡 (3) 光纤接口的网卡 (4) 无线网卡 3.2 网络适配器 p 按传输介质接口分类 同轴电缆接口的网卡 3.2 网络适配器 p 按传输介质接口分类 双绞线接口的网卡 3.2 网络适配器 市场上多见的通常为 10/100Mbps自适应型或 10/
9、100/1000Mbps自适应型 p 按传输介质接口分类 光纤接口的网卡 3.2 网络适配器 光纤网卡可以支持 1000Mbps、10Gbps的 高传输速率 p 按传输介质接口分类 无线网卡 3.2 网络适配器 pp 网络适配器分类网络适配器分类 在计算机系统中，各个功能部件都是通过总线进行数据交换的 ，针对网卡所支持的总线接口的不同分类如下。 2按照总线接口类型分类 (1) ISA网卡 (2) PCI网卡 (3) PCI-X网卡 (4) PCI Express网卡 (5) PCMCIA网卡 (6) USB网卡 3.2 网络适配器 p 按照总线接口类型分类 ISA网卡 3.2 网络适配器 p
10、按照总线接口类型分类 PCI网卡 3.2 网络适配器 32位PCI网卡可以插接在64位5伏的PCI插槽上使用。而第三种结构与前两种都 不同，传统的32位PCI网卡不能插接到这一类型的PCI插槽上使用。 p 按照总线接口类型分类 PCI-X网卡 3.2 网络适配器 PCI-X是PCI总线的改良版，PCI-X与PCI总线不同的是，PCI总线有32位和64 位两种，而PCI-X总线均为64位。 由于PCI-X与之前的64位PCI总线完全兼容并且性能方面有明显提升，因此很 快取代64位 PCI成为新的标准。 p 按照总线接口类型分类 PCI Express网卡 3.2 网络适配器 2001年，Inte
11、l公司提出3GIO（Third Generation I/O Architecture，第三代I/O 体系）总线的概念，它以串行、高频率运作的方式获得高性能。PCI Express 没有沿用传统PCI采用的共享架构。 p 按照总线接口类型分类 PCI Express网卡 3.2 网络适配器 标准总线宽 度 工作时钟频 率 传输 速率 PCI 3232 Bit 33 MHz 66 MHz 133 Mb/s 266 Mb/s PCI 6464 Bit 33 MHz 66 MHz 266 Mb/s 533 Mb/s PCI-X 1.064 Bit 66 MHz 100 MHz 133 MHz 533
12、 Mb/s 800 Mb/s 1066 Mb/s PCI-X 2.0 (DDR)64 Bit133 MHz2132 Mb/s PCI-X 2.0 (QDR)64 Bit133 MHz4264 Mb/s PCI Express11 Lines, 8 bit2.5 GHz500 Mb/s PCI Express22 Lines, 8 bit2.5 GHz1 Gb/s (Duplex) PCI Express44 Lines, 8 bit2.5 GHz2 Gb/s (Duplex) PCI Express88 Lines, 8 bit2.5 GHz4 Gb/s (Duplex) PCI Expres
13、s1616 Lines, 8 bit2.5 GHz8 Gb/s (Duplex) PCI Express3232 Lanes, 8 bit2.5 GHz16 Gb/s (Duplex) 通道数加倍 ，带宽也加 倍 p 按照总线接口类型分类 PCI Express网卡 3.2 网络适配器 PCI Express 1网卡 p 按照总线接口类型分类 PCMCIA网卡 3.2 网络适配器 p 按照总线接口类型分类 PCMCIA网卡 3.2 网络适配器 p 按照总线接口类型分类 PCMCIA网卡 3.2 网络适配器 PCMCIA（Personal Computer Memory Card Interna
14、tional Association，PC内存卡国际联合会）是 一个成立于1989年的国际性组织。 最早出现的PCMCIA卡是16位的，与ISA总线相同，后来 出现的被称为CardBus的PCMCIA卡，采用32位33MHz的 PCI总线，提供更高的传输速率，但基本物理结构与之前 的卡相同。现在， PCMCIA推出的ExpressCard，已取代 Cardbus标准，成为笔记本扩展卡的通用标准。 p 按照总线接口类型分类 PCMCIA网卡 3.2 网络适配器 34mm的总线接口 p 按照总线接口类型分类 USB网卡 3.2 网络适配器 硬件安装 驱动安装 协议参数配置 3.2 网络适配器 pp
15、 网卡安装网卡安装 网络适配器网络适配器 调制解调器调制解调器 中继器和集线器中继器和集线器 交换机交换机 路由器路由器 无线设备无线设备 防火墙防火墙 本章主要内容本章主要内容 r 调制解调器Modem，是Modulator（调制器）和Demodulator （解调）两个单词首字母的缩写。 r 用于使用传统模拟通信线路进行计算机通信的接入设备。 3.3 调制解调器 n n 调制解调器的分类调制解调器的分类 1. 按外部结构分：外置式、内置式、卡式、机架型 3.3 调制解调器 1. 按外部结构分：外置式、内置式、卡式、机架型 3.3 调制解调器 n n 调制解调器的分类调制解调器的分类 n n
16、 宽带接入技术宽带接入技术 xDSL 技术 光纤同轴混合网(HFC网) FTTx技术 2. 按接入方式分：传统MODEM、ADSL MODEM、 CABLE MODEM、（以下结合宽带接入技术讲解。） 3.3 调制解调器 n n 调制解调器的分类调制解调器的分类 以下分别结合xDSL 技术和光纤同轴混合网(HFC网) 技术讲解ADSL MODEM和CABLE MODEM 。 2. 按接入方式分：传统MODEM、ADSL MODEM、 CABLE MODEM 3.3 调制解调器 n n 调制解调器的分类调制解调器的分类 3.3 调制解调器 xDSL 技术就把 04 kHz 低端频谱留给传统电话 使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户 上网使用。 DSL 就是数字用户线(Digital Subscriber Li
