网络接口MII和PHY芯片
网络接口MII和PHY
PHY指物理层,OSI的最底层;
一般指与外部信号接口的芯片;五一节祝福语
志明和春娇 歌词以太网PHY芯片
网络中最基础的部件是什么不是交换机也不是路由器,而是小小的不起眼但又无处不在的网卡;如果在5年前,或许网卡与您无关,但在如今这网络的时代,无论 是上网冲浪还是联网玩游戏,都离不开网卡,更何况,就算您不食人间烟火,多数主板上也会为您集成一块板载网卡;所以,对于想迈入网络之门的读者而言,先认 识网卡,会让您在进行各种网络应用时更得心应手;
一、网卡的主要特点
网卡Network Interface Card,简称NIC,也称网络适配器,是电脑与局域网相互连接的设备;无论是普通电脑还是高端服务器,只要连接到局域网,就都需要安装一块网卡;如果有必要,一台电脑也可以同时安装两块或多块网卡;
电脑之间在进行相互通讯时,数据不是以流而是以帧的方式进行传输的;我们可以把帧看做是一种数据包,在数据包中不仅包含有数据信息,而且还包含有数据的发 送地、接收地信息和数据的校验信息;一块网卡包括OSI模型的两个层——物理层和数据链路层;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,并向数据链路层设备提供标准接口;数据链路层则提供寻址机构、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;
网卡的功能主要有两个:一是将电脑的数据封装为帧,并通过网线对无线网络来说就是电磁波将数据发送到网络上去;二是接收网络上其它设备传过来的帧,并 将帧重新组合成数据,发送到所在的电脑中;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,将其余的帧丢弃;然后,传送 到系统CPU做进一步处理;当电脑发送数据时,网卡等待合适的时间将分组插入到数据流中;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;
二、图解网卡
以最常见的PCI接口的网卡为例,一块网卡主要由PCB线路板、主芯片、数据汞、金手指总
线插槽接口、BOOTROM、EEPROM、晶振、RJ45接口、指示灯、固定片等等,以及一些二极管、电阻电容等组成;下面我们就来分别了解一下其中主要部件;
老人疾病●主芯片
网卡的主控制芯片是网卡的核心元件,一块网卡性能的好坏和功能的强弱多寡,主要就是看这块芯片的质量;以常见的Realtek公司推出的RTL8C和RTL8D为例,二者首先在封装上略有不同,前者是128pin QFP/LQFP而后者为100pin,其次在搭配的EEPROM上,8C比后者多出了对93c56的支持,而8D是93C46;但是在功能方面,8D更强一些,它多提供了对PCI Multi-function和PCI-bridge I/F的支持,PCI Multi-function允许把RTL8D芯片和其他的功能芯片如硬件调制解调芯片设计在同块PCB板上协同工作来做成不同种类的多功能卡,在其中8起的作用是辨别LAN信号还是PCI总线信号的作用;8D还增强了电源管理功能;
如果按网卡主芯片的速度来划分,常见的10/100M自适应网卡芯片有Realtek 8系列/810X系列、VIA VT610系列、Intel 82550PM/82559系列、Broadcom 44xx系列、3COM 3C920系列、Davicom DM9102、Mxic MX98715等等;
常见的10/100/1000M自适应网卡芯片有Intel的8254系列,Broadcom的BCM57系列,Marvell的88E8001 /88E8053/88E806系列,Realtek的RTL8169S-32/64、RTL8110S-32/64LOM、RTL8169SB、 RTL8110SBLOM、RTL8168PCI Express、RTL8111LOM、PCI Express系列,VIA的VT612系列等等;
Marvell的88E8001千兆芯片
需要说明的是网卡芯片也有“软硬”之分,特别是对与主板板载LOM的网卡芯片来说更是如此,这是怎么回事呢大家知道,以太网接口可分为协议层和物理层;
协议层是由一个叫MACMedia Access Layer,媒体访问层控制器的单一模块实现;
物理层由两部分组成,即PHYPhysical Layer,物理层和传输器;
常见的网卡芯片都是把MAC和PHY集成在一个芯片中,但目前很多主板的南桥芯片已包含了以太网MAC控制功能,只是未提供物理层接口,因此,需外接 PHY芯片以提供以太网的接入通道;这类PHY网络芯片就是俗称的“软网卡芯片”,常见的PHY功能的芯片有RTL8201BL、VT6103等等;
“软网卡”一般将网络控制芯片的运算部分交由处理器或南桥芯片处理,以简化线路设计,从而降低成本,但其多少会更多占用系统资源.代理记账流程
●BOOTROM
BOOTROM插座也就是常说的无盘启动ROM接口,其是用来通过远程启动服务构造无盘工作站的;远程启动服务Remoteboot,通常也叫RPL 使通过使用服务器硬盘上的软件来代替工作站硬盘引导一台网络上的工作站成为可能;网卡上必须装有一个RPLRemote Program Load远程初始程序加载ROM芯片才能实现无盘启动,每一种RPL ROM芯片都是为一类特定的网络接口卡而制作的,它们之间不能互换;带有RPL的网络接口卡发出引导记录请求的广播broadcasts,服务器自动 的建立一个连接来响应它,并加载MS-DOS启动文件到工作站的内存中;
此外,在BOOTROM插槽中心一般还有一颗93C46、93LC46或93c56的EEPROM芯片93C56是12816bit的EEPROM, 而93C46是6416bit的EEPROM,它相当于网卡的BIOS,里面记录了网卡芯片的供应商ID、子系统供应商ID、网卡的MAC地址、网卡 的一些配置,如总线上PHY的地址,BOOTROM的容量,是否启用BOOTROM引导系统等内容;主板板载网卡的
EEPROM信息一般集成在主板 BIOS中;
●LED指示灯
一般来讲,每块网卡都具有1个以上的LEDLight Emitting Diode发光二极管指示灯,用来表示网卡的不同工作状态,以方便我们查看网卡是否工作正常;典型的LED指示灯有Link/Act、Full、Power等;Link/Act表示连接活动状态,Full表示是否全双工Full Duplex,而Power是电源指示主要用在USB或PCMCIA网卡上等;
●网络唤醒接口
感恩母亲一句话简短 早期网卡上还有一个专门的3芯插座网络唤醒WOL接口标准网卡,Wake On LAN网络唤醒提供了远程唤醒计算机的功能,它是IBM公司和Intel公司于1996年10月成立的先进管理性联盟Advanced Manageability Alliance的一项成果,它可以让管理员在非工作时间远程唤醒计算机,并使它们自动完成一些管理服务,例如软件的更新或者病毒扫描;它也是Wired for Management基本规范中的一部分;网络唤醒的工作原理是先由一个管理软件包发出一个基于Magic Packet标准的唤醒帧,支持网络唤醒的网卡收到唤醒帧后对其进行分析并确定该帧
是否包含本网卡的MAC地址;如果包含本网卡的MAC地址,该计算机系统就会自动进入开机状态;
目字旁的有什么字
目前主流的独立网卡或主板板载网卡都符合及以上的规范,所以不再需要这个接口,要启动网络唤醒功能,只需到主板BIOS中启用“Wake on PCI Card”功能即可;
●数据汞
数据汞是消费级PCI网卡上都具备的设备,数据汞也被叫做网络变压器或可称为网络隔离变压器;它在一块网卡上所起的作用主要有两个,一是传输数据,它把 PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号,并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端;一是隔离网线连接的不同网络设备 间的不同电平,以防止不同电压通过网线传输损坏设备;除此而外,数据汞还能对设备起到一定的防雷保护作用;
●晶振
晶振是石英振荡器的简称,英文名为Crystal,它是时钟电路中最重要的部件,它的作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率,它就像个标 尺,工作频率不稳定会造成相关
设备工作频率不稳定,自然容易出现问题;由于制造工艺不断提高,现在晶振的频率偏差、温度稳定性、老化率、密封性等重要技术 指标都很好,已不容易出现故障,但在选用时仍可留意一下晶振的质量;
例如某网卡的时钟电路采用了高精度的SKO25MHz的晶振,较可保证了数据传输的精确同步性,大大减少了丢包的可能性,并且在线路的设计上尽量近主 芯片,使信号走线的长度大大缩短,可性进一步增加;而如果采用劣质晶振,这样做虽然可以降低一点网卡成本,但因为频率的准确性问题,极易造成传输过程中 的数据丢包的情况;
●网线接口
在桌面消费级网卡中常见网卡接口有BNC接口和RJ-45接口类似的接口,也有两种接口均有的双口网卡;接口的选择与网络布线形式有关,在小型共 享式局域网中,BNC口网卡通过同轴电缆直接与其它计算机和服务器相连;RJ-45口网卡通过双绞线连接集线器HUB或交换机,再通过集线器或交换机 连接其它计算机和服务器;
目前BNC接口这种接口类型的网卡已很少见,主要因为用细同轴电缆作为传输介质的网络就
比较少及组网方式问题较多有关;RJ-45是8芯线,而线的接 口是4芯的,通常只接2芯线ISDN的线接4芯线;但大家可以仔细看看,其实10M网卡的RJ-45插口也只用了1、2、3、6四根针,而 100M或1000M网卡的则是八根针都是全的,这也是区别10M和100M网卡的一种方法见上图8;
●传输介质类型
说到网卡,就顺便就谈谈与网卡连接的双绞线;
双绞线,是由许多在一个绝缘外套中的对线组成的数据传输线,它的特点就是价格便宜,现在的网卡大部分都是使用的双绞线做为传输线缆;双绞线一般用于星型网的布线连接,两端安装有RJ-45头水晶头,连接网卡与集线器,最大网线长度为100米左右;
双绞线有STP屏蔽双绞线和UTP非屏蔽双绞线两种;STP的双绞线内有一层金属隔离膜,在数据传输时可减少电磁干扰,所以它的稳定性较高;而 UTP内没有这层金属膜,所以它的稳定性较差,但它的优势就是价格便宜;其中STP屏蔽双绞线主要分为3类和5类两种线,UTP非屏蔽双绞线主要 分为3类/4类/5类/超5类/6类几种,一般网络主要使用的是5类双绞线,5类双绞线
外层保护胶皮厚,胶皮上标注“CAT5”字样;超5类双绞线属非屏 蔽双绞线,与普通5类双绞线比较,超5类双绞线在传送信号时衰减更小,抗干扰能力更强,在100M网络中,用户设备的受干扰程度只有普通5类线的1/4, 其也是目前应用的主流;
●总线接口
网卡要与电脑相连接才能正常使用,电脑上各种接口层出不穷,这也造成了网卡所采用的总线接口类型纷呈;此外,提到总线接口,需要说明的是人们一般将这类接 口俗称为“金手指”,为什么叫金手指呢是因为这类插卡的线脚采用的是镀钛金或其它金属,保证了反复插拔时的可接触,既增大了自身的抗干扰能力又减 少了对其他设备的干扰;

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