网络基础必修课 图解网卡硬件2

●数据汞

　　图10 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

    图11
　　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，较可靠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靠近主芯片，使信号走线的长度大大缩短，可靠性进一步增加。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(类似电话的接口)，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，而电话线的接口是4芯的，通常只接2芯线(ISDN的电话线接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。

　　图12
　　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靠接触，既增大了自身的抗干扰能力又减少了对其他设备的干扰。
　　为了方便您了解，下面我们就分别来图解一下常见的各种接口类型的网卡。
　　①ISA接口网卡

　　图13
　　ISA是早期网卡使用的一种总线接口，ISA网卡采用程序请求I/O方式与CPU进行通信，这种方式的网络传输速率低，CPU资源占用大，其多为10M网卡，目前在市面上基本上看不到有ISA总线类型的网卡，笔者从旧件堆中找到了几款ISA网卡，D-LINK的产品，居然用橡皮擦清洁金手指上机后还能用。
　　②PCI接口网卡

    图14
　　PCI(peripheral component interconnect)总线插槽仍是目前主板上最基本的接口。其基于32位数据总线，可扩展为64位，它的工作频率为33MHz/66MHz。数据传输率为每秒132MB(32*33MHz/8)。目前PCI接口网卡仍是家用消费级市场上的绝对主流。
　　③PCI-X接口网卡

    图15
　　PCI-X是PCI总线的一种扩展架构，它与PCI总线不同的是，PCI总线必须频繁的于目标设备和总线之间交换数据，而PCI-X则允许目标设备仅于单个PCI-X设备看已进行交换，同时，如果PCI-X设备没有任何数据传送，总线会自动将PCI-X设备移除，以减少PCI设备间的等待周期。所以，在相同的频率下，PCI-X将能提供比PCI高14-35%的性能。目前服务器网卡经常采用此类接口的网卡。
　　④PCI-E接口网卡

　  图16
　　PCI Express 1X接口已成为目前主流主板的必备接口。不同与并行传输，PCI Express接口采用点对点的串行连接方式，PCI Express接口根据总线接口对位宽的要求不同而有所差异，分为PCI Express 1X(标准250MB/s，双向500MB/s)、2X(标准500MB/s)、4X(1GB/s)、8X(2GB/s)、16X(4GB/s)、32X(8GB/s)。采用PCI-E接口的网卡多为千兆网卡。
　　⑤USB接口网卡

    图17
　　在目前的电脑上很难找到没有USB接口(Universal Serial Bus，通用串行总线)的，USB总线分为USB2.0和USB1.1标准。USB1.1标准的传输速率的理论值是12Mbps，而USB2.0标准的传输速率可以高达480Mbps，目前的USB有线网卡多为USB2.0标准的。
　　⑥PCMCIA接口网卡

    图18
　　PCMCIA接口是笔记本电脑专用接口，PCMCIA总线分为两类，一类为16位的PCMCIA，另一类为32位的CardBus，CardBus网卡的最大吞吐量接近90Mbps，其是目前市售笔记本网卡的主流。
　　⑦Mini-PCI接口网卡

　　图19
　　MiniPCI接口是在台式机PCI接口基础上扩展出的适用于笔记本电脑的接口标准，其速度和PCI标准相当，很多此类产品都是无线网卡。
　　除此而外，市场上还有AMR等接口的网卡等等，限于篇幅及其流行度，本文就不一一介绍了。