网卡驱动是什么(如何查看网卡驱动)

本文整理和补充了互联网上现有的信息，提取有用的部分用于档案研究。一、认识网卡网络接口卡(NIC)，也称为网络适配器，是连接计算机和局域网的设备。无论是普通电脑还是高端服务

本文整理和补充了互联网上现有的信息，提取有用的部分用于档案研究。

一、认识网卡

网络接口卡(NIC)，也称为网络适配器，是连接计算机和局域网的设备。无论是普通电脑还是高端服务器，只要连上局域网，都需要安装网卡。如果需要，一台计算机也可以同时安装两个或更多的网卡。

网卡包括两层OSI模型，物理层和数据链路层:

1“物理层定义了数据发送和接收所需的电和光信号、线路状态、时钟参考、数据编码和电路，并为数据链路层设备提供标准接口。

2.数据链路层向网络层提供寻址机制、数据帧构造、数据错误检查、传输控制和标准数据接口。

二:网卡组功能。

网卡有两个主要功能:

一种是将电脑的数据封装成帧，通过网线(无线网络用电磁波)发送到网络；

第二种是从网络上的其他设备接收帧，将帧重组为数据，然后发送到您的计算机。

网卡可以接收网络上传输的所有信号，但正常情况下只接受发送到这台计算机的帧和广播帧，其余的都丢弃。然后，它被传输到系统CPU进行进一步处理。当计算机发送数据时，网卡等待适当的时间将数据包插入数据流。接收系统通知计算机消息是否完整到达，如果有问题，会要求对方重新发送。

三。网卡的组成及工作原理

图1网卡

以最常见的PCI接口的网卡为例:

网卡的组成:

(1)主芯片:网卡的主控芯片是网卡的核心部件。网卡的好坏取决于它的性能和功能。如下图所示:

主芯片

(2)BOOTROM插槽:BOOTROM socket又称无盘引导ROM接口，用于通过远程引导服务构建无盘工作站。如下图所示:

BOOTROM插槽

(3)数据泵:第一个功能是传输数据；二是隔离不同网络设备之间通过网线连接的不同层次，对设备也能起到一定的防雷作用。如下图所示:

数据泵

(4)晶体振荡器，即应时振荡器，提供参考频率，如下图所示:

晶体振荡器是应时振荡器。

(5)LED指示灯:用于识别网卡的不同工作状态。比如Link/Act表示连接是活动的，Full表示是否全双工，Power表示电源。

(6)网线接口:有BNC接口和RJ-45接口。目前主要使用8核RJ-45接口。

网络接口

(7)总线接口:用于连接网卡和计算机。内置网卡需要通过俗称“金手指”的总线接口插入电脑主板的扩展槽。主要有ISA、PCI、PCMCIA、USB等常见的带有PCI总线接口的网卡。

四:网卡的工作原理

网卡作为计算机和网络电缆之间的物理接口或连接，负责将计算机中的数字信号转换为电信号或光信号。

网卡负责串行数据或并行数据之间的转换。数据在计算机总线中并行传输，但在网络的物理电缆中是串行比特流。

以太网卡中数据链路层的芯片一般被称为MAC控制器，物理层的芯片被称为PHY。网卡的很多芯片都是在一个芯片里有MAC和PHY的功能，比如Intel 82559网卡，3COM 3C905网卡。然而，MAC和PHY的机制仍然分开存在，但外观是一个单一的芯片。当然也有很多网卡的MAC和PHY是分开做的，比如D-LINK的DFE-530TX等。

1个数据链路层MAC控制器

首先说一下以太网卡的MAC芯片的功能。以太网数据链路层实际上包括MAC(媒体访问控制)子层和LLC(逻辑链路控制)子层。一个以太网卡MAC芯片的作用不仅是实现MAC子层和LLC子层的功能，还提供一个标准的PCI接口与主机交换数据。从PCI总线接收到IP包(或其它网络层协议的包)后，MAC将其拆分并重新打包成最大1518字节、最小64字节的帧。该帧包括目的MAC地址、自己的源MAC地址和数据包中的协议类型(例如，IP数据包的类型由80表示)。最后，还有一个双字(4字节)CRC码。但是目标的MAC地址是从哪里来的呢？这涉及到ARP协议(网络层和数据链路层之间的协议)。第一次传输某个目的IP地址的数据时，会先发送一个ARP包，其MAC的目的地址是广播地址，上面写着:\ ”谁是IP地址XXX的所有者。XXX。XXX？\”因为它是一个广播数据包，所以这个局域网中的所有主机都收到了这个ARP请求。收到请求的主机将这个IP地址与自己的IP地址进行比较，如果不同就忽略它，如果相同就发送一个ARP响应包。这个IP地址的主机收到这个ARP请求包后的ARP响应说:\ ”我是这个IP地址的所有者\ ”。他的MAC地址包含在这个包里。将来，给定该IP地址的帧的目的地MAC地址被确定。(其他协议如IPX/SPX也有相应的协议来完成这些操作。)ip地址和MAC地址的关系存储在主机系统中，称为ARP表，由驱动程序和操作系统共同完成。在微软的系统中，可以使用arp -a命令查看arp表。接收数据帧时也是如此。CRC结束后，如果没有CRC验证错误，去掉帧头，取出数据包，通过标准借口传给驱动和上层协议inn，最终正确到达我们的应用。还有一些控制帧，比如流量控制帧，需要MAC直接识别并执行相应的动作。以太网MAC芯片的一端连接到计算机PCI总线，另一端连接到PHY芯片。以太网的物理层包括MII/GMII(媒体独立接口)子层、PCS(物理编码子层)、PMA(物理媒体附件)子层、PMD(物理媒体依赖)子层和MDI子层。PHY芯片是实现物理层的重要功能器件之一，它实现了前一物理层所有子层的功能。

2物理层PHY

PHY发送数据时，从MAC接收数据(对PHY来说，没有帧的概念，但对它来说，不管是地址、数据还是CRC，都是数据)，每4比特加1个4比特的检错码，然后把并行数据转换成串行流数据，再按照物理层的编码规则(10-based-T的NRZ编码或100-based-T的Manchester编码)对数据进行编码(注:网上的数据是数字的还是模拟的，不容易理解清楚)。最后我要说)数据收集的过程是相反的。在发送数据时，PHY的另一个重要功能是实现CSMA/CD的一些功能，可以检测网络上是否有数据在传输。首先网卡监听介质上是否有载波(载波用电压表示)。如果有，则假定其它站正在传输信息，并继续监听介质。一旦通信介质在一定时间内(称为帧间间隙IFG= 9.6微秒)是安静的，即没有被其他站占用，就开始帧数据传输，同时持续监视通信介质以检测冲突。在数据传输过程中，如果检测到冲突，立即停止传输，并向介质发送“阻塞”信号，通知其他站点发生了冲突，从而丢弃可能一直接收到的损坏帧数据，等待一个随机时间(CSMA/CD确定等待时间的算法是二进制指数退避算法)。再次发送前，请等待一段随机时间。如果多次重传(超过16次)后仍发生冲突，将放弃传输。接收时，网卡浏览介质上传输的每一帧，如果其长度小于64字节，则认为是碰撞碎片。如果收到的帧不是冲突碎片，并且目的地址是本地地址，则检查帧的完整性。如果帧长大于1518字节(称为超长帧，可能是由于错误的局域网驱动或干扰造成的)或CRC校验失败，则认为帧失真。经验证的帧被认为是有效的，网卡接收它进行本地处理。很多网友喜欢用\ ”接入互联网宽带时。抓住线\ ”网卡强是因为不同的PHY碰撞方式在设计上不一样，使得有些网卡比较\ ”利用\ ”。但是网络扰码只针对广播域内的网络，对于交换网、ADSL等本地设备的点对点连接没有意义。和\ ”抓住线\ ”只是相对的，不会有质变。

3关于网络之间的冲突

现在交换机的普及使得交换网络普及，使得冲突域的网络少了很多，大大提高了网络的带宽。但是如果用HUB或者共享带宽上网，还是属于冲突域网络，会有冲突。交换机集线器和交换机集线器最大的区别在于，一个是构建点对点网络的局域网交换设备，一个是构建冲突域网络的局域网互联设备。我们的PHY还提供了与对等设备连接的重要功能，并通过LED灯显示其当前的连接状态和工作状态，让我们知道。当我们将网卡连接到网线时，PHY发出的脉冲信号不断检测到对端有设备，它们通过标准\ ”语言\ ”相互通信、协商并决定连接速度、双工模式、是否采用流量控制等。通常，协商的结果是双方设备支持的最大速度和最佳双工模式。这项技术被称为自动协商或NWAY，它们的意思是一样的–自动协商。

4 PHY的输出部分

现在让我们来理解PHY输出的后半部分。一个CMOS芯片工作时，信号电平总是大于0V(取决于芯片的制造工艺和设计要求)，但这样的信号送到100米以上的地方，会有很大的DC分量损耗。而且如果外网直接连接芯片，电磁感应(雷电)和静电很容易造成芯片损坏。即设备的接地方式不同，电网环境不同，会导致双方0V电平不同，这样信号就会从A点传到B点，由于A点设备和B点的0V电平不同，会导致大电流从电位高的设备流向电位低的设备。怎么才能解决这个问题？这时变压器(隔离变压器)出现了。PHY发出的差分信号经过差模耦合线圈滤波增强信号，通过电磁场的转换耦合到连接网线的另一端。这样，网线和PHY之间没有物理连接，而是交换传输信号，信号中的DC成分被切断，数据可以在不同0V电平的设备中传输。隔离变压器本身的设计能承受2KV~3KV的电压。还起到防雷感应的作用(我个人认为这里用防雷是不合适的)。有些朋友的网络设备在雷雨天气很容易被烧坏，大部分是PCB设计不合理造成的，设备的接口大部分被烧坏，而芯片烧坏的很少，也就是隔离变压器起到了保护作用。

5关于传输媒体

隔离变压器本身是一个无源元件，只把PHY信号耦合到网络线路上，不起到功率放大的作用。那么一个网卡信号的最长传输距离是谁决定的呢？网卡的最大传输距离和与对等设备的兼容性主要由PHY决定。但是PHY可以发送超过100米的信号，具有更高的输出功率，这更容易引起电磁干扰问题。这时候就需要一个合适的变压器与之配合。the boss公司Marvell的PHY，往往能传输180~200米的距离，远远超过100米的IEEE标准。RJ-45连接器实现网卡和网线的连接。里面有8片铜片，可以连接网线中的4对双绞线(8根线)。在100M网络中，1和2发送数据，3和6接收数据。介于1和2之间

它是一对差分信号，也就是说，它们的波形相同，但相位差为180度，同一时刻的电压幅值为正负。这样的信号可以传输得更远，抗干扰能力强。同样，3和6也是差分信号。网线中的八根线每两根绞在一起形成一对。我们在做网线的时候，一定要注意把1和2做成一对，3和6做成一对。否则这种网线在长途使用时，会导致连接不上或者连接不稳定。新PHY现在支持AUTO MDI-X的功能(也需要Transformer的支持)。可以实现RJ-45接口1、2号发送信号线和3、6号接收信号线功能的自动交换。有些PHYS甚至支持一对导线中正负信号的自动交换。这样我们就不用担心需要用直通网线还是交叉网线来连接设备了。这项技术已经广泛应用于交换机和SOHO路由器。在1000Basd-T网络中，最常见的一种传输方式是使用网线中的全部四根双绞线，其中增加4根、5根、7根和8根，共同发送和接收数据。由于1000Based-T网络的规范中包含了AUTOMDI-X功能，所以无法严格确定它们的出网或收网关系，具体取决于双方的具体协商结果。

6 PHY和MAC之间如何通信

让我们继续关注PHY和MAC是如何传输数据和相互通信的。MAC和PHY通过IEEE定义的标准MII/gigamii(媒体相关接口)接口连接。这个接口是由IEEE定义的。MII接口传输网络的所有数据和数据控制。而MAC通过SMI(串行管理接口)接口读写PHY寄存器来决定PHY的工作状态和控制PHY。PHY中的部分寄存器也是IEEE定义的，使得PHY将其当前状态反映到寄存器中，MAC通过SMI总线不断读取PHY的状态寄存器，了解PHY的当前状态，如连接速度、双工能力等。当然也可以通过SMI设置PHY的寄存器来达到控制的目的，比如流量控制的开启和关闭，自协商模式或者强制模式等。我们可以看到，无论是MII接口和SMI总线的物理连接，还是PHY的状态寄存器和控制寄存器都是由IEEE规定的，因此不同公司的MAC可以与PHY和谐工作。当然，为了匹配不同公司的PHY的一些独特功能，需要对驱动程序进行相应的修改。

7网卡电源

最后是动力部分。现在大多数网卡使用3.3V或更低的电压。有些是双电压的。因此，需要电源转换电路。而且为了实现在线唤醒功能，网卡必须保证所有PHY和极小一部分MAC始终处于通电状态，这就需要一个将主板上的5V待机电压转换成PHY工作电压的电路。主机开机后，PHY的工作电压应该由5V转换的电压代替，以节省5V待机的消耗。(很多劣质网卡不这么做)。具有在线唤醒功能的网卡通常具有WOL接口。那是因为PCI2.1之前没有唤醒主机的功能，所以需要一根线通过主板上的WOL接口连接南桥来实现WOL功能。新主板网卡普遍支持PCI2.2/2.3，扩展了PME#信号功能，可以通过PCI总线实现唤醒功能，不需要那个接口。

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