网络设备配置与管理(清大)02网卡和调制解调器

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。(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（IndustrialStandardArchitecture，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（PeripheralComponentInterconnect，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2-1ISA总线网卡（3）PCMCIA总线网卡PCMCIA（PersonalComputerMemoryCardInternationalAssociation）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-EX1和PCI-EX16已成为PCI-E主流规格。它的主要优势就是数据传输速率高，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10Mbps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，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Windows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Modem2.按技术（芯片功能）分类（1）硬Modem（2）软Modem（3）半软Modem（4）AMR3.根据调制信号的类型分类（1）基带Modem（2）频带Modem2.3.3Modem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（MicrocomNetworkProtocols）是Microcom公司制定的传输协议，包括了MNP1—MNP10。(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（PowerLineCommunication，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.CableModemCableModem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。CableModem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2.4.1ADSLModem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56kModem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）2.4.3CableModem的安装和配置（1）将有线电视同轴电缆F接头与CableModem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CableModem的Cable接口。（2）采用直通双绞线一端插入计算机网卡的RJ-45接口，另一端插入CableModem的RJ-45接口。如果是USB类型的CableModem，则一端插入CableModem的USB和计算机的USB接口上即可。（3）安装好CableModem的电源，开启计算机。设置要上网计算机的IP地址为自动获得，DNS服务器地址为自动获得。（4）打开浏览器测试，测试网络即可。2.4.4PLCModem上网的基本配置1.安装电力猫及其驱动程序