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1、第2章 网卡和调制解调器,2.1 网卡,2.1.1 网卡的功能和工作原理 1.发送数据 (1)介质监听:网卡先监听与网卡连接的传输介质是否空闲,即是否有其他工作站正在传送数据,如果没有工作站正在传送数据,则开始准备向传输介质发送数据。 (2)数据传输:把存放计算机内存中的数据通过系统总线发送给网卡。 (3)数据缓存:把要发送的数据存放到网卡缓存,一般是4KB大小。,(4)帧的建立:网卡接收来自网络层的数据包,按数据链路层协议封装为数据帧。网卡将数据按一定格式装配成帧,配以前导码、帧定界符、目的地址、源地址以及填充段、CRC检验等。 (5)并/串变换:把要发送的数据转换成网络介质需要的串行数据。
2、 (6)数据编码/解码:把计算机内二进制数据编码为网络介质需要的数据格式。 (7)发送数据:通过传输介质发送数据。,2.接收数据 网卡监听到传输介质上有传输信息,则准备接收数据,数据接收时,首先鉴别目的地址,如与本站地址不符,则将此帧信息丢弃,否则进行串/并转换,再对信息帧进行分解,把有效数据送往缓冲存储器。接收完一个信息帧后,如检验正确,则向发送站送出一个ACK应答帧,如有错误,则发出NAK否定应答帧。 网卡在发送数据和接收数据时要进行传输介质收发控制,网卡对传输介质收发控制通过载波侦听进行冲突检测来实现。,2.1.2 网卡的类别,（1）ISA总线网卡 ISA（Industrial Stan
3、dard Architecture，工业标准结构总线）总线采用16位总线，带宽为8.3MHz，ISA总线网卡的CPU的占用率高，速度较慢，最大传输速率10Mbps。目前这种网卡目前已经淘汰了已经很少见。如图是一款ISA总线的网卡。 （2）PCI总线网卡 PCI（Peripheral Component Interconnect，外设组件互连标准）总线为32位总线，带宽为33MHz，PCI总线的网卡，CPU的占用率较低，速度快，最大传输速率可达1000Mbps，是目前最流行的网卡。目前主流的PCI规范有PCI2.0、PCI2.1和PCI2.2三种,图2-1 ISA总线网卡,（3）PCMCIA总线
4、网卡 PCMCIA（Personal Computer Memory Card International Association）网卡是笔记本专用的网卡。PCMCIA总线分为两类，一类为16位的PCMCIA，另一类为32位的CardBus。如图2-3是一款PCMCIA网卡。 （4）PCI-E总线网卡 PCI-Express，简称PCI-E，它是最新的总线和接口标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔提出。PCI-E技术规格包括X1（250MB/s），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道规格，目前PCI-E X1和PCI-E X16已成为PCI-E主流规格。它的主要优势就是数据传输
5、速率高，目前最高可达到10GB/s以上，而且还有相当大的发展潜力。如图2-4是一款PCI-E总线的网卡。,（5）PCI-X总线网卡 PCI-X是目前在服务器开始使用的网卡类型，它与原来的PCI相比在I/O速度方面提高了一倍，比PCI接口具有更快的数据传输速度。PCI-X总线接口的网卡一般采用32位的总线宽度，也有64位的数据宽度。如图是一款PCI-X网卡。 （6）USB总线网卡 USB总线网卡是最近才出现的产品，这种网卡是外置式的，具有不占用计算机扩展槽的优点，因而安装更为方便。这种网卡支持热插拔即插即用。如图是一款USB总线网卡。,2.按带宽分类 按照网卡的传输速率（即其支持的带宽）可分为1
6、0Mbps网卡、100Mbps网卡、10/100Mbps自适应网卡、1000Mbps网卡以及10000Mbps网卡。 3.按网络接口分类 目前常见的网络接口主要有以太网的RJ-45接口、BNC接口、AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。,2.1.3 网卡的技术参数,1.端口类型 2.数据传输速率 由于存在多种规范的以太网，所以网卡也存在多种传输速率，以适应它所兼容的以太网。网卡在标准以太网中传输速率为10Mbps，在快速以太网中传输速率为100Mbps，在千兆以太网中传输速率为1000Mbps。 3.总线方式 网卡目前主要有PCI、ISA和USB三种总线方式。对于现在普通的100Mbps网络
7、，32位接口是充分使用所有带宽的必备条件，而PCI总线的理论带宽是133Mbps，完全可以满足100Mbps网络的需求。PCI总线的网卡的特点是速度快且占用CPU资源少。,4.支持全双工 半双工的意思是指网卡在同一时间内只能发送或接收信息，而全双工网卡，却可以在发送的同时进行接收。 5.ACPI电源管理 ACPI是一种新的工业标准，它通过硬件和操作系统提供支持系统的电源管理功能，支持ACPI电源管理的网卡可以通过计算机的睡眠模式减少电量的损耗。 6.远程唤醒 远程唤醒是一个ACPI功能，它允许用户通过网络远程唤醒计算机，进行系统维护等操作。要实现远程唤醒功能还要求主板支持远程唤醒，并且网卡和计
8、算机主板都符合PCI2.2规范。,7.系统资源占用率 网卡在网络数据量大的情况下系统资源的占用率十分明显，如进行在线点播、语音传输、IP电话通话时。 8.芯片和兼容性 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，主要是看这块芯片的质量。和其它计算机产品一样，网卡的兼容性也很重要，不仅要考虑到和自己的计算机兼容，还要考虑到和它所连接的网络兼容，所以选用网卡尽量采用知名品牌的产品，不仅安装容易，而且还能享受到一定的售后服务。,2.1.4 网卡的选购,1.工作站网卡的选购 （1）接口类型。 （2）传输速度。 （3）总线类型。 （4）对操作系统的支持。 目前网卡支持的操作系统主要有Windo
9、ws类操作系统、UNIX类操作系统、Linux系统以及Netware操作系统等几大类。 （5）对全双工通信方式的支持。 （6）对远程唤醒功能的支持。 （7）对远程引导功能的支持。,2.服务器网卡的选购 服务器网卡应具备以下特性中的几个或全部。 （1）较高的数据传输速率。 （2）较低的处理器占用率。 （3）网管特征。 （4）就总线接口类型来看，应选用在服务器上使用的PCI-X总线接口类型的网卡。,2.2 网卡的安装和设置,1.网卡的安装（略） 2.驱动程序的安装 （略） 3.安装和设置网络协议（略） 注意：tcp/ip协议的安装和配置,2.3 调制解调器,2.3.1 调制解调器的工作原理 调制解
10、调器由发送、接收、控制、接口、操纵面板及电源等部分组成。数据终端设备以二进制串行信号形式提供发送的数据，经接口转换为内部逻辑电平送入发送部分，经调制电路调制成线路要求的信号向线路发送。接收部分接收来自线路的信号，经滤波、反调制、电平转换后还原成数字信号送入数字终端设备。,2.3.2 调制解调器的分类,1.按硬件安装方式分类 （1）外置式Modem （2）内置式Modem （3）PCMCIA插卡式Modem （4）机架式Modem 2.按技术（芯片功能）分类 （1）硬Modem （2）软Modem （3）半软Modem （4）AMR 3.根据调制信号的类型分类 （1）基带Modem （2）频带M
11、odem,2.3.3 Modem的传输协议,(1）调制协议 调制协议负责把数字信号转换为相应的模拟信号，即所谓的“调制”过程和把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号，即所谓的“解调”过程。调制协议通过“调制”与“解调”的数模转换过程，实现网络通信。 (2）差错控制协议 差错控制协议用于保证在高速传输中数据的准确率。目前的差错控制协议存在着两个工业标准：MNP4和V4.2。其中MNP（Microcom Network Protocols）是Microcom公司制定的传输协议，包括了MNP1MNP10。,(3）数据压缩协议 为了提高数据的传输量，缩短传输时间，现时大多数Modem在传输时都会先对数
12、据进行压缩。数据压缩协议也存在两个工业标准：MNP5和V4.2bis。MNP5采用了Rnu-Length编码和Huffman编码两种压缩算法，最大压缩比为2:1。V4.2bis采用了Lempel-Ziv压缩技术，最大压缩比可达4:1。 (4）文件传输协议 文件传输是数据交换的主要形式。在进行文件传输时，为使文件能被正确识别和传送，需要在两台计算机之间建立统一的传输协议。这个协议包括了文件的识别、传送的起止时间、错误的判断与纠正等内容。常见的传输协议包括ASCII、XModem、YModem和ZModem。,2.3.4 常见的调制解调器,1.串口Modem 串口Modem是通过和电脑的串口连接来
13、进行通信的Modem，该类型的Modem都是外置的，需要独立的电源设备，由于连接是串口，所以速度比较慢，另外此类设备一般都需要安装驱动程序才能正常使用。如图所示是一款串口Modem。 2.USB接口的Modem 此类Modem通过和机器的USB接口连接来实现网络通信，它的连接方式简单、速度高，支持热插拔，目前USB接口的Modem在市场上走高端路线，价格昂贵，但是它是未来Modem的一个发展方向。如图所示是一款USB接口Modem。,3.ADSL的Modem 由于ADSL的流行，基于ADSL的Modem得到了大量的使用，该类型的Modem通过和机器的网卡接口连接来实现网络通信，ADSL网络速度
14、较快，价格低廉，很受普通用户的欢迎。如图所示是一款ADSL的Modem。 4.PCI接口的Modem 此类Modem是最早使用的内置Modem，它在使用之前必须安装在机器的主板上固定下来，并且必须安装对应的驱动程序才能使用。目前此类Modem已经淘汰。如图所示是一款PCI接口的Modem。,5.电力Modem 电力线通信（Power Line Communication，PLC），是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。该技术是把载有信息的高频加载于电流，然后用电线传输，接受信息的调制解调器再把高频从电流中分离出来，并传送到计算机或电话，以实现信息传递。 6.Cable Modem C
15、able Modem 是利用双向的有线电视HFC网络进行数据传输的设备。由于传统上同轴电缆就是用来传输实时视音频的载体，因此其传输速度要比主要用来承载电话业务的铜质电话线高数百倍。Cable Modem能实现“电话线、网线、电视线”三线合一。,2.3.5 调制解调器的选购,选购调制解调器最好选用高速的调制解调器，如果经济条件许可，最好选择外置式的调制解调器，为了方便起见，可以选择USB接口的调制解调器。选择的Modem应该带有强大的差错控制和数据压缩功能。选择的Modem应该稳定性较强，简单易用，最好配套有配置功能，售后服务质量较好，最好选择品牌产品。,2.4 调制解调器的安装,2.4.1 A
16、DSL Modem的安装 1.硬件的安装 （1）连接电话线。把电话线的RJ-11插头插入Modem的Line接口，再用电话线把Modem的Phone接口与电话机连接。 （2）采用直通双绞线分别插入计算机网卡的RJ-45接口和Modem的RJ-45接口。 2.软件的安装(略）,2.4.2 内置式56k Modem的安装,1.硬件安装 （1）关闭计算机电源并打开机箱，将Modem卡插入主板上任一空置的PCI扩展槽，并用螺丝固定好Modem，安装好计算机机箱。 （2）把电话线的RJ-11插头插入Modem卡上的Line接口，再用电话线把Modem卡上的Phone接口与电话机连接。 2.Modem的软件安装（略）,2.4.3 Cable Modem的安装和配置,（1）将有线电视同轴电缆F接头与Cable Modem的Cable接口相连。如果要同时连接电视机，则需要安装一个多口分离器，将同轴电缆接入分离器的一端，另一端的一个口连接到电视机，另一个口连接到Cable Modem的
