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1、NIC Card Introduce 1v网卡的简介网卡的简介v网卡的认识网卡的认识v网卡的测试网卡的测试2网卡的简介网卡网卡()，也称网络适配器，是计算，也称网络适配器，是计算机与局域网相互连接的设备。无论是普通计算机还是高端服机与局域网相互连接的设备。无论是普通计算机还是高端服务器，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，一台计算机也可以同时安装两块或多块网卡。必要，一台计算机也可以同时安装两块或多块网卡。计算机之间在进行相互通讯时，数据计算机之间在进行相互通讯时，数据不是以流而是以帧不是以流而是以帧的方式进行传输的。我们的方
2、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数据信息，而且还包含有，而且还包含有数数据的发送地据的发送地、接收地信息接收地信息和和数据的校验信息数据的校验信息。一块网卡包括。一块网卡包括OSI模型的两个层模型的两个层物理层物理层和和数据链路层数据链路层。u物理层物理层: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。数据链路层设备提供标准接口。u资料链接层资料链接层:提供寻址机构
3、、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。等功能。NetworkInterfaceCard3网卡的简介u网卡的主要功能：网卡的主要功能：-将电脑的资料封装为帧，并通过网线将资料发送到网络上去将电脑的资料封装为帧，并通过网线将资料发送到网络上去-接收网络上其他设备传过来的帧，并将帧重新组合成资料，发送到所接收网络上其他设备传过来的帧，并将帧重新组合成资料，发送到所在的电脑中在的电脑中u网卡的主要工作原理：网卡的主要工作原理：整理计算机上发送的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络
4、上发送整理计算机上发送的数据，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。出去。补补1：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：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，将其余的帧去掉，然后传送到系统的帧和广播帧，将其余的帧去掉，然后传送到系统CPU中，做进一步的处理。接中，做进一步的处理。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。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。补补2：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：对于网卡而言，
5、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入ROM（只读存储芯片）中的，我们把它叫做（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地址（物理地址），且保证绝对不会重复4服务器网卡具有的特点l网卡数量多网卡数量多l资料传输速度快资料传输速度快lCPU占用率低占用率低l安全性能高安全性能高 5网卡解剖图6网卡性能参数&名词解释芯片u主控制芯片主控制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。网卡的主控制芯片一般采用坏，主要是看这块芯片的质量。网卡的主控制芯片一
6、般采用3.3V的低耗能设计、的低耗能设计、0.35m的芯片工艺，这使得它能快速的芯片工艺，这使得它能快速计算流经网卡的数据，从而减轻计算流经网卡的数据，从而减轻CPU的负担。的负担。以下是目前常用的网卡控制芯片以下是目前常用的网卡控制芯片Intel的的8254*系列系列,Broadcom的的BCM57*系列系列,是常见的是常见的10/100/1000M网卡芯片。网卡芯片。7网卡性能参数&名词解释总线接口总线接口类型是网卡与计算机系统进行物理连接、总线接口类型是网卡与计算机系统进行物理连接、信息与数据交换的接口。常见的有以下几种：信息与数据交换的接口。常见的有以下几种：vPC/ISA总线接口总线
7、接口vPCI总线接口总线接口vPCI-X总线接口总线接口vPCI-E总线接口总线接口8网卡性能参数&名词解释总线接口uPC/ISA总线接口总线接口ISA网卡采用程序请求网卡采用程序请求I/O方式与方式与CPU进行通信，这种方式的进行通信，这种方式的网络传输速率低，网络传输速率低，CPU资源占用大。这类网卡已不能满足现资源占用大。这类网卡已不能满足现在不断增长的网络应用需求。在不断增长的网络应用需求。 图1 ISA接口(Black)9网卡性能参数&名词解释总线接口uPCI总线接口总线接口PCI(PeripheralComponentInterconnect),即外部设备互联总线。即外部设备互联总
8、线。PCI总线的主要特点是传输速度高，目前可实现总线的主要特点是传输速度高，目前可实现66M的工作频率，在的工作频率，在64位总线宽度下可达到突发（位总线宽度下可达到突发（Burst）传输速率）传输速率533MB/s。可以满足大吞。可以满足大吞吐量的外设的需求，是目前最主流的一种网卡接口类型。吐量的外设的需求，是目前最主流的一种网卡接口类型。uPCI-X总线接口总线接口目前服务器网卡经常采用的总线接口，它与原来的目前服务器网卡经常采用的总线接口，它与原来的PCI相比在相比在I/O速度方面提高了一倍，比速度方面提高了一倍，比PCI接口具接口具有更快的数据传输速度（有更快的数据传输速度（2.0版本
9、最高可达到版本最高可达到266MB/s的传输速率）。的传输速率）。PCI-X总线接口的网卡一总线接口的网卡一般般32位总线宽度，也有的是用位总线宽度，也有的是用64位数据宽度的。位数据宽度的。图图2PCI(RedRegion)和和PCI-X(Blue-Region)10网卡性能参数&名词解释总线接口uPCI总线接口总线接口PCI(PeripheralComponentInterconnect),即外部设备互联总线。即外部设备互联总线。PCI总线的主要特点是传输速度高，目前可实现总线的主要特点是传输速度高，目前可实现66M的工作频率，在的工作频率，在64位总线宽度下可达到突发（位总线宽度下可达到
10、突发（Burst）传输速率）传输速率533MB/s。可以满足大吞。可以满足大吞吐量的外设的需求，是目前最主流的一种网卡接口类型。吐量的外设的需求，是目前最主流的一种网卡接口类型。uPCI-X总线接口总线接口目前服务器网卡经常采用的总线接口，它与原来目前服务器网卡经常采用的总线接口，它与原来的的PCI相比在相比在I/O速度方面提高了一倍，比速度方面提高了一倍，比PCI接接口具有更快的数据传输速度（口具有更快的数据传输速度（2.0版本最高可达版本最高可达到到266MB/s的传输速率）。的传输速率）。PCI-X总线接口的网总线接口的网卡一般卡一般32位总线宽度，也有的是用位总线宽度，也有的是用64位
11、数据宽度的。位数据宽度的。图图2PCI(RedRegion)和和PCI-X(Blue-Region)11网卡性能参数&名词解释总线接口uPCI-E PCIExpress与并行体系的与并行体系的PCI不同，它采用串行方式传输数据，而依靠高频率不同，它采用串行方式传输数据，而依靠高频率来获得高性能，因此来获得高性能，因此PCIExpress也一度被人称为也一度被人称为“串行串行PCI”，还支持热插拔还支持热插拔。由于串行传输不存在信号干扰，总线频率提升不受阻碍，由于串行传输不存在信号干扰，总线频率提升不受阻碍，PCI-E很顺利就达到很顺利就达到2.5GHz的超高工作频率。的超高工作频率。PCI-E
12、采用全双工运作模式，最基本的采用全双工运作模式，最基本的PCI-E拥有拥有4根传输线路，其中根传输线路，其中2线用于数线用于数据发送，据发送，2线用于数据接收，也就是发送数据和接收数据可以同时进行。相比之线用于数据接收，也就是发送数据和接收数据可以同时进行。相比之下，下，PCI总线和总线和PCI-X总线在一个时钟周期内只能作单向数据传输，效率只有总线在一个时钟周期内只能作单向数据传输，效率只有PCI-E的一半；加之的一半；加之PCI-E使用使用8b/10b编码的内嵌时钟技术，时钟信息被直接写编码的内嵌时钟技术，时钟信息被直接写入数据流中，这比入数据流中，这比PCI总线能更有效节省传输通道，提高
13、传输效率。总线能更有效节省传输通道，提高传输效率。PCIExpress没有沿用传统的共享式结构，它采用点对点工作模式（没有沿用传统的共享式结构，它采用点对点工作模式（PeertoPeer，也被简称为，也被简称为P2P），每个），每个PCIExpress设备都有自己的专用连接，这样就设备都有自己的专用连接，这样就无需向整条总线申请带宽，避免多个设备争抢带宽的糟糕情形发生。无需向整条总线申请带宽，避免多个设备争抢带宽的糟糕情形发生。12网卡性能参数&名词解释总线接口uPCI-E由于工作频率高达由于工作频率高达2.5GHz，最基本的，最基本的PCI-E总线可提供的单向带宽便达到总线可提供的单向带宽便
14、达到250MBps（2.5Gbps1B/8bit8b/10b=250MBps），再考虑全双工），再考虑全双工运作运作,该总线的总带宽达到该总线的总带宽达到500MBps这仅仅是最基本的这仅仅是最基本的PCI-E1模式。模式。如果使用两个信道捆绑的如果使用两个信道捆绑的2模式，模式，PCI-E便可提供便可提供1GBps的有效数据带宽。的有效数据带宽。依此类推，依此类推，PCI-E4、8和和16模式模式的有效数据传输速率分别达到的有效数据传输速率分别达到2GBps、4GBps和和8GBps。 图3 PCI-E 接口13网卡性能参数&名词解释总线接口uHyperTransport总线总线 最早由最早
15、由AMD提出的标准提出的标准,设计目的是用于高速芯片间的内部联。设计目的是用于高速芯片间的内部联。HyperTransport与与PCIExpress如出一辙，都是通过串行传输、高频率运作获如出一辙，都是通过串行传输、高频率运作获得超高性能。除了速度快之外，得超高性能。除了速度快之外，HyperTransport还有一个独有的优势，还有一个独有的优势，它可以在串行传输模式下模拟并行数据的传输效果，如果在它可以在串行传输模式下模拟并行数据的传输效果，如果在32位的位的X86构架中，系统内部数据都是以构架中，系统内部数据都是以32位作为一个基本单位进行传输或处理；位作为一个基本单位进行传输或处理；
16、而改用串行总线后，接收方在接收数据时就得等而改用串行总线后，接收方在接收数据时就得等32位数据全部到齐后才位数据全部到齐后才可进行转换和封包，这就给系统带来不必要的负担。可进行转换和封包，这就给系统带来不必要的负担。HyperTransport总线很好地解决了这个问题，它采用一种特殊的分批方式，可以将总线很好地解决了这个问题，它采用一种特殊的分批方式，可以将32位位数据预先分批组装数据预先分批组装如果采用的是如果采用的是8位总线，那么位总线，那么32位数据会被分成位数据会被分成4个个批次发送，然后自动合为一体。这样在系统看来，数据都是以批次发送，然后自动合为一体。这样在系统看来，数据都是以32
17、位为单位为单位传送的，它就能够直接调用，而不必像传统串行总线一样需要由系统位传送的，它就能够直接调用，而不必像传统串行总线一样需要由系统干涉数据组装工作。干涉数据组装工作。14网卡性能参数&名词解释总线接口图 4 Hyper Transport 接口示意圖15网卡性能参数&名词解释网卡速度 网卡速率是指网卡每秒钟接收或发送数据的能力，单位网卡速率是指网卡每秒钟接收或发送数据的能力，单位是是Mbps（兆位（兆位/秒）。由于存在多种规范的以太网，所以网秒）。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。目前网卡也存在多种传输速率，以适应它所兼容的以太网。目前网卡在标
18、准以太网中速度为卡在标准以太网中速度为10Mbps，在快速以太网中速度为，在快速以太网中速度为100Mbps，在千兆以太网中速度为，在千兆以太网中速度为1000Mbps，最近又出现，最近又出现了万兆网卡。了万兆网卡。目前主流的网卡主要有目前主流的网卡主要有10Mbps网卡、网卡、100Mbps以太网以太网卡、卡、10Mbps/100Mbps自适应网卡、自适应网卡、1000Mbps千兆以太网千兆以太网卡以及最新出现的万兆网卡五种。对于一般家庭用户选购卡以及最新出现的万兆网卡五种。对于一般家庭用户选购10M或者或者10Mbps/100Mbps自适应网卡即可，对于企业用户自适应网卡即可，对于企业用户
19、建议购买建议购买100Mbps以太网卡或者以太网卡或者1000Mbps千兆以太网卡或千兆以太网卡或者万兆网卡。者万兆网卡。16网卡性能参数&名词解释网卡速度u10Mbps网卡网卡 10Mbps网卡主要是比较老式、低档的网卡。它的带宽限制在网卡主要是比较老式、低档的网卡。它的带宽限制在10Mbps，这在当时的这在当时的ISA总线类型的网卡中较为常见，目前总线类型的网卡中较为常见，目前PCI总线接口类型的网总线接口类型的网卡中也有一些是卡中也有一些是10Mbps网卡，不过目前这种网卡已不是主流。这类事网卡，不过目前这种网卡已不是主流。这类事宽的网卡仅适应于一些小型局域网或家庭需求，中型以上网络一般
20、不选宽的网卡仅适应于一些小型局域网或家庭需求，中型以上网络一般不选用，但它的价格比较便宜。用，但它的价格比较便宜。u100Mbps网卡网卡 100Mbps网卡在目前来说是一种技术比较先进的网卡，它的传输网卡在目前来说是一种技术比较先进的网卡，它的传输I/O带带宽可达到宽可达到100Mbps，这种网卡一般用于骨干网络中。目前这种带宽的网，这种网卡一般用于骨干网络中。目前这种带宽的网卡在市面上已逐渐得到普及，但它的价格稍贵，注意一些杂牌的卡在市面上已逐渐得到普及，但它的价格稍贵，注意一些杂牌的100Mbps网卡不能向下兼容网卡不能向下兼容10Mbps网络。网络。 17网卡性能参数&名词解释网卡速度
21、u10Mbps/100Mbps网卡网卡 这是一种这是一种10Mbps和和100Mbps两种带宽自适应的网卡，也是目前应用最为普及的一种网卡两种带宽自适应的网卡，也是目前应用最为普及的一种网卡类型，最主要因为它能自动适应两种不同带宽的网络需求，保护了用户的网络投资。它既类型，最主要因为它能自动适应两种不同带宽的网络需求，保护了用户的网络投资。它既可以与老式的可以与老式的10Mbps网络设备相连，又可应用于较新的网络设备相连，又可应用于较新的100Mbps网络设备连接，所以得网络设备连接，所以得到了用户普遍的认同。这种带宽的网卡会自动根据所用环境选择适当的带宽，如与老式的到了用户普遍的认同。这种带
22、宽的网卡会自动根据所用环境选择适当的带宽，如与老式的10Mbps旧设备相连，那它的带宽就是旧设备相连，那它的带宽就是10Mbps，但如果是与，但如果是与100Mbps网络设备相连，那网络设备相连，那它的带宽就是它的带宽就是100Mbps，仅需简单的配置即可（也有不用配置的）。也就是说它能兼容，仅需简单的配置即可（也有不用配置的）。也就是说它能兼容10Mbps的老式网络设备和新的的老式网络设备和新的100Mbps网络设备。网络设备。u1000Mbps以太网卡以太网卡 千兆以太网千兆以太网(GigabitEthernet)是一种高速局域网技术，它能够在铜在线提供是一种高速局域网技术，它能够在铜在线
23、提供1Gbps的带的带宽。与它对应的网卡就是千兆网卡了，同理这类网卡的带宽也可达到宽。与它对应的网卡就是千兆网卡了，同理这类网卡的带宽也可达到1Gbps。千兆网卡的。千兆网卡的网络接口也有两种主要类型，一种是普通的双绞线网络接口也有两种主要类型，一种是普通的双绞线RJ-45接口，另一种是多模接口，另一种是多模SC型标准光型标准光纤接口。纤接口。u10000Mbps网卡网卡这类万兆网卡是最新推出的速度最快的网卡，不过还不是主流技术，对于高端用户可以选这类万兆网卡是最新推出的速度最快的网卡，不过还不是主流技术，对于高端用户可以选用。用。 18部分网卡介绍19网卡介绍NC110TController
24、:Intel82572GI Ports:OneTransferrate:10/100/1000MbpsBustype: PCIExpressDatapath:Singlelane(1x)Connectors:RJ-45Cabling:Category5,5E,6orbetter Compliance:PCIExpressver1.0aIEEESupport:802.3,802.3ab,802.3uPXEsupport:YesWake-on-LAN:Yes20网卡介绍NC360TController:Intel82571EBPorts:TwoTransferrate:10/100/1000Mbp
25、sBustype: PCIExpressDatapath:Fourlane(x4)Connectors:RJ-45Onboardmemory:96KBCabling:CATegory5orbetter IEEESupport:802.3,802.3u,802.3x,802.3ab,802.3ad,802.1p,802.1Q PXEsupport:YesWake-on-LAN:Yes21网卡介绍NC364TController:Intel82571EBPorts:FourTransferrate:10/100/1000MbpsBustype: PCIExpressDatapath:Fourlan
26、e(x4)Connectors:RJ-45Onboardmemory:96KBCabling:CATegory5orbetter IEEESupport:802.3,802.3u,802.3x,802.3ab,802.3ad,802.1p,802.1Q PXEsupport:YesWake-on-LAN:Yes22网卡介绍NC320TController:Broadcom5721Ports:OneTransferrate:10/100/1000MbpsBustype: PCIExpressDatapath:Singlelane(1x)100MHzOnboardmemory:40KBConnec
27、tors:RJ-45Cabling:Category5,5E,and6IEEESupport:802.3-2002,802.3ab,802.3ad,802.1Q Compliance:PCIExpressver1.0aPXEsupport:YesWake-on-LAN:YesJumboframes:NoLargeSendOffload:Yes23网卡介绍NC373FController:Broadcom5708s Ports:One TransferRate :1000MbpsBustype: PCIExpressDataPath:Fourlane(x4) OnboardMemory:92KB
28、Connectors:LCCabling:IEEESupport:802.3u,802.3x,802.3ab,Dynamic802.3ad,802.1p,802.1QPXESupport:Yes24网卡介绍NC373TController:Broadcom5708c Ports:OneTransferrate:10/100/1000MbpsBustype: PCIExpressDatapath:Fourlane(x4) Onboardmemory:92KBConnectors:RJ-45Cabling:Category5,5E,6orbetter Compliance:PCIExpressve
29、r1.0aPXEsupport:YesWake-on-LAN:YesIEEESupport:802.3,802.3u,802.3x,802.3ab,802.1p,802.1Q 25网卡介绍NC380TController:Broadcom5706 Ports:TwoTransferrate:10/100/1000MbpsBustype: PCIExpressDatapath:Fourlane(x4)Onboardmemory:184KBConnectors:RJ-45Cabling:CATegory5orbetterCompliance:PCIExpressver1.0aPXEsupport:
30、Yes26网卡介绍NC510FController:NETXENNX2031Ports:OneTransferrate:1000MbpsBustype: PCIExpressx8IEEESupport:802.1p(QoS),802.1Q,802.3ae,802.3xCabling:Multi-modefiberopticOnboardmemory:96KBConnectors:LC27网卡介绍NC510CController:NETXENNX2031Ports:OneTransferrate:10/100/1000MbpsBustype: PCIExpressx8Connectors:4xI
31、nfiniBand(SFF-8470)Cabling:CX4x4twin-axIEEESupport:802.1p(QoS),802.1Q,802.3ae,802.3ak,802.3x 28网卡介绍NC150T/NC1020uHPNC150TController:Broadcom5705Broadcom5385Ports:FourBustype:PCIConnectors:RJ-45uHPNC1020Ports:OneBustype:PCIConnectors:RJ-45lPXEsupport:YeslWake-on-LAN:Yes29网卡介绍NC7170Controller:Intel82546EB Ports:Two TransferRate :10/100/1000MbpsDataPath:PCI-X64-bit/133MHzOnboardMemory:128KBConnectors:RJ-45Cabling:Category5orbetterPower:1600mA5VmaxIEEESupport:802.3u,802.3x,802.3ab,Dynamic802.3ad,802.1p,802.1QPXESupport:YesJumboframes:YesWake-on-Lan:YesLargeSendOffload:Yes3031谢 谢 ！32
