네트워크 카드란 무엇입니까?
네트워크 시스템의 핵심 하드웨어 중 하나는 네트워크 카드라고도 하는 어댑터입니다. LAN 에서 네트워크 카드는 중요한 역할을 한다. 네트워크 카드는 컴퓨터 간에 신호를 입력하고 출력하는 데 사용됩니다. 네트워크 카드에는 자체 인터럽트 번호 (IRQ) 와 I/O 가 있습니다. 네트워크 카드에는 Apple MAC 컴퓨터에서 사용되는 ISA 카드, e ISA 카드 및 이더넷 카드가 포함됩니다. 현재 16 비트 ISA 카드와 32 비트 PCI 카드가 널리 사용되고 있습니다. 네트워크 카드에는 데이터를 저장할 버퍼 메모리가 있습니다. 사운드 카드와 마찬가지로 네트워크 카드는 일반적으로 자체 구동됩니다. 사용할 때 네트워크 카드를 컴퓨터의 확장 슬롯에 꽂습니다. 네트워크 카드에는 너의 일이 정상인지 여부를 나타내는 표시등이 있다.
네트워크 카드는 10 메가 초, 100 메가 초, 적응 10 메가 또는 100 메가 비트와 같은 다양한 전송 속도를 지원합니다.
원격 부팅 칩이 있는 네트워크 카드는 디스크 없는 워크스테이션에서 사용할 수 있습니다. 디스크 없는 워크스테이션, 하드 드라이브가 없거나 플로피 드라이브가 없습니다. 네트워크 카드를 통해 컴퓨터를 부팅하면 시스템의 안전을 보장하고 바이러스를 피할 수 있다. 또한 비용을 절감할 수 있습니다.
노트북에서 스마트 PCMCIA 카드는 다른 컴퓨터와 데이터를 교환하는 데 사용됩니다. 고속 네트워크에는 광섬유 데이터 분포 인터페이스용 FDDI 카드와 다른 카드 전송 방식용 ATM 카드가 있습니다. LAN 에서 버스 토폴로지에 사용되는 네트워크 카드는 BNC 포트가 있는 네트워크 카드이고, 전송 미디어는 50ω 의 가는 동축 케이블이며, 네트워크 세그먼트의 양쪽 끝에 종단 장치로 밀봉하여 네트워크 루프를 형성해야 합니다.
네트워크 카드는 이제 컴퓨터의 표준 구성 중 하나가 되었다. 작은 네트워크 카드에는 얼마나 많은 비밀이 포함되어 있습니까? 우리 같이 봅시다.
우리가 가장 많이 사용하는 네트워크 장치는 네트워크 카드이다. 네트워크 카드 자체는 게이트웨이, 라우터 등을 통해 인터넷에 연결할 수 있는 LAN 장치입니다. 인터넷 자체는 수많은 이런 LAN 으로 구성되어 있다.
이더넷 카드, 토큰 링 카드, ATM 카드 등 다양한 네트워크 카드가 있습니다. 데이터 링크 계층 제어에 따라 데이터 전송을 제어합니다. 물리적 계층별로 무선 카드, RJ-45 카드, 동축 케이블 카드, 광 카드 등이 있습니다. 데이터 링크 제어, 주소 지정 및 프레임 구조가 다릅니다. 물리적 연결 방법, 데이터 인코딩, 신호 전송 미디어 및 레벨이 다릅니다. 다음은 가장 일반적으로 사용되는 이더넷 카드에 대한 주요 설명입니다.
이더넷은 CSMA/CD (캐리어 수신 다중 액세스/충돌 감지) 제어 기술을 사용합니다. 그는 주로 물리적 계층과 데이터 링크 계층의 작동 패턴을 정의했다. 데이터 링크 계층과 물리적 계층은 서로의 작업에 신경 쓰지 않고 각자의 기능을 구현합니다. 표준 인터페이스 (MII, GMII 등) 가 있습니다. ) 데이터 및 제어 전송
이더넷 카드의 물리적 계층에는 RJ45, 광, 무선 등과 같은 다양한 기술이 포함될 수 있습니다. 차이점은 물리적 미디어와 신호를 전송하는 미디어가 다르다는 것입니다. 이들은 IEEE 802 프로토콜 패밀리에 자세히 정의되어 있습니다.
우리가 이번에 주로 논의한 RJ45 카드는 IEEE802.3 의 정의에 속한다.
둘째, 네트워크 카드 구성
1. 네트워크 카드의 기본 구조
이더넷 카드에는 2 계층 OSI (오픈 시스템 상호 연결) 모델이 포함되어 있습니다. 물리적 계층 및 데이터 링크 계층 물리적 계층은 데이터 전송 및 수신에 필요한 전기 및 광 신호, 회선 상태, 클럭 참조, 데이터 인코딩 및 회로를 정의하고 데이터 링크 계층 장치에 표준 인터페이스를 제공합니다. 데이터 링크 계층은 네트워크 계층에 주소 지정 메커니즘, 데이터 프레임 구성, 데이터 오류 검사, 전송 제어 및 표준 데이터 인터페이스를 제공합니다.
이더넷 카드에 있는 데이터 링크 계층의 칩은 일반적으로 MAC 컨트롤러라고 하며, 물리적 계층의 칩은 PHY 라고 합니다. 많은 네트워크 카드 칩은 MAC 과 PHY 의 기능을 하나의 칩 (예: Intel) 에 결합한다.
82559 네트워크 카드 및 3COM
3C905 네트워크 카드. 그러나 MAC 과 PHY 의 메커니즘은 여전히 분리되어 있지만 외관은 단일 칩이다. 물론 D-LINK 의 DFE-530TX 와 같이 MAC 과 PHY 가 분리되어 있는 네트워크 카드도 많이 있습니다.
2. MAC 이란 무엇입니까?
먼저 이더넷 카드의 MAC 칩 기능에 대해 말씀드리겠습니다. 이더넷 데이터 링크 계층에는 실제로 MAC (미디어 액세스 제어) 하위 계층과 LLC (논리 링크 제어) 하위 계층이 포함됩니다. 이더넷 카드 MAC 칩의 역할은 MAC 하위 및 LLC 하위 계층의 기능뿐만 아니라 호스트와의 데이터 교환을 위한 호환 가능한 PCI 인터페이스를 제공합니다.
PCI 버스에서 IP 패킷 (또는 다른 네트워크 계층 프로토콜 패킷) 을 수신하면 MAC 는 이를 분할하여 최대 15 18 바이트, 최소 64 바이트 프레임으로 다시 패키지화합니다. 이 프레임에는 대상 MAC 주소, 자체 소스 MAC 주소 및 패킷의 프로토콜 유형이 포함됩니다 (예: IP 패킷 유형은 80 으로 표시). 마지막으로 이중 단어 (4 바이트) CRC 코드가 있습니다.
그런데 대상의 MAC 주소는 어디서 나왔나요? 여기에는 ARP 프로토콜 (네트워크 계층과 데이터 링크 계층 간의 프로토콜) 이 포함됩니다. 대상 IP 주소에 대한 데이터를 처음 전송할 때 MAC 의 대상 주소가 브로드캐스트 주소인 ARP 패킷이 전송됩니다. "IP 주소 XXX 의 소유자는 누구입니까?" 라고 적혀 있습니다. XXX. XXX? " 브로드캐스트 패킷이기 때문에 이 LAN 의 모든 호스트가 이 ARP 요청을 받았습니다. 요청을 받는 호스트는 이 IP 주소를 자신의 IP 주소와 비교하고, 다를 경우 무시하고, 동일할 경우 ARP 응답 패킷을 보냅니다. 이 IP 주소의 호스트는 이 ARP 요청 패킷을 받은 후 ARP 응답에서 "저는 이 IP 주소의 주인입니다." 라고 말했다. 이 가방에는 그의 맥 주소가 들어 있다. 이 IP 주소를 가진 향후 프레임의 대상 MAC 주소가 결정됩니다. (IPX/SPX 와 같은 다른 프로토콜에도 해당 프로토콜이 있어 이러한 작업을 수행할 수 있습니다. ) 을 참조하십시오
Ip 주소와 MAC 주소 간의 관계는 호스트 시스템 (ARP 테이블이라고 함) 에 저장되며 드라이버와 운영 체제에 의해 수행됩니다. Arp -a 는 Microsoft 시스템에서 사용할 수 있습니다.
ARP 테이블을 보는 명령입니다. 데이터 프레임을 수신할 때도 마찬가지입니다. CRC 이후 CRC 검증 오류가 없으면 프레임 헤드가 제거되고 패킷이 제거되어 표준 핑계를 통해 구동 및 상위 프로토콜 inn 으로 전달되어 최종적으로 어플리케이션에 정확하게 도달합니다.
흐름 제어 프레임과 같은 일부 제어 프레임도 MAC 에서 해당 동작을 직접 식별하고 수행해야 합니다.
이더넷 MAC 칩의 한쪽 끝은 컴퓨터 PCI 버스에 연결되고 다른 쪽 끝은 PHY 칩에 연결됩니다. 이더넷의 물리적 계층에는 MII/GMII (미디어 독립 인터페이스) 하위 계층, PCS (물리적 인코딩 하위 계층), PMA (물리적 미디어 첨부) 하위 계층, PMD (물리적 미디어 종속) 하위 계층 및 MDI 하위 계층이 포함됩니다. PHY 칩은 물리적 계층을 구현하는 중요한 기능 중 하나로, 이전 물리적 계층의 각 하위 계층의 모든 기능을 구현합니다.
3. 네트워크 전송 프로세스
데이터를 전송할 때 PHY 는 MAC 에서 데이터를 수신합니다 (PHY 의 경우 프레임 개념 없음, PHY 의 경우 주소, 데이터, CRC 는 데이터임), 4 비트마다 1 비트마다 오류 코드를 검사한 다음 병렬 데이터를 직렬 스트림 데이터로 변환합니다. (참고: 온라인 데이터가 디지털인지 시뮬레이션인지 이해가 안 돼요. 마지막으로 말씀드리겠습니다.)
데이터를 받는 과정은 반대이다.
PHY 의 또 다른 중요한 기능은 CSMA/ CD 의 일부 기능을 구현하는 것입니다. 네트워크에서 전송 중인 데이터가 있는지 여부를 감지하고, 전송 중인 데이터가 있으면 기다리고, 네트워크 유휴 상태가 감지되면 임의 시간을 기다린 후 데이터를 전송합니다. 두 개의 네트워크 카드가 정확히 동시에 데이터를 전송하면 충돌이 발생할 수 있습니다. 이 시점에서 충돌 감지 메커니즘은 충돌을 감지한 다음 임의의 시간에 데이터를 재전송할 때까지 기다릴 수 있습니다.
이 무작위 시간은 매우 특별합니다. 상수가 아닙니다. 서로 다른 시간에 계산된 무작위 시간은 동일하지 않으며, 동일한 두 호스트의 두 번째 충돌을 처리할 확률이 낮은 여러 알고리즘이 있습니다.
인터넷 광대역에 접속할 때, 많은 누리꾼들이' 낚싯줄' 기능이 강한 카드를 즐겨 사용한다. PHY 충돌 방법에 따라 설계된 계산 무작위 시간이 다르기 때문에 일부 네트워크 카드는 "싸게" 활용할 수 있습니다. 그러나 낚싯줄은 브로드캐스트 도메인 네트워크에만 해당되며 스위칭 네트워크, ADSL 등 로컬 장치의 포인트 투 포인트 연결에는 의미가 없습니다. 그리고' 낚싯줄' 은 상대적일 뿐 질적 변화는 없다.
4. 네트워크 간 충돌 정보
이제 스위치의 보급으로 스위칭 네트워크가 보급되어 충돌 도메인 네트워크가 훨씬 적어지고 네트워크 대역폭이 크게 향상되었습니다. 그러나 HUB 또는 * * * 를 사용하여 인터넷에 접속하거나 충돌 도메인 네트워크에 속하면 충돌과 충돌이 발생합니다. 스위치와 허브의 가장 큰 차이점은 지점 간 네트워크를 구축하는 LAN 스위칭 장치와 충돌 도메인 네트워크를 구축하는 LAN 상호 연결 장치라는 것입니다.
또한 PHY 는 LED 표시등을 통해 현재 연결 상태와 작동 상태를 보여주는 반대편 장치에 연결하는 중요한 기능도 제공합니다. 네트워크 케이블을 네트워크 카드에 연결하면 PHY 의 펄스 신호가 반대쪽 장치를 계속 감지합니다. 이들은 표준 "언어" 를 통해 통신하며 연결 속도, 이중 모드 및 흐름 제어 사용 여부를 결정하기 위해 서로 협상합니다.
일반적으로 협상 결과는 두 장치가 동시에 지원하는 최대 속도와 최적 이중 모드입니다. 이 기술은 자동 협상 또는 NWAY 라고 불리며, 같은 것, 즉 자동 협상을 가리킨다.
5.5 의 출력 부분. 파이
이제 PHY 출력의 뒷부분을 이해합시다. CMOS 프로세스 칩은 칩의 프로세스 및 설계 요구 사항에 따라 항상 0V 보다 큰 신호 레벨을 생성하지만100m 이상 떨어진 곳으로 신호를 보내면 DC 컴포넌트 손실이 크게 발생합니다. 그리고 외망이 칩을 직접 연결하면 전자기 감지 (번개) 와 정전기가 칩에 손상을 입히기 쉽다.
따라서 장비의 접지 방식이 다르고 그리드 환경이 다르면 쌍방의 0V 레벨이 일치하지 않아 신호가 A 점에서 B 점으로 전달되고, A 점과 B 점의 0V 레벨이 다르기 때문에 큰 전류가 고전위 장비에서 저전위 장비로 흐를 수 있습니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), Northern Exposure (미국 TV 드라마), 장비명언) 이 문제를 어떻게 해결할 수 있습니까?
이때 변압기 (단로기) 가 나타났다. 차동 모드 커플 링 코일을 사용하여 PHY 에서 방출되는 차동 신호를 필터링하여 신호를 향상시키고 전자기장 변환을 통해 연결된 케이블의 다른 쪽 끝으로 연결합니다. 이렇게 하면 네트워크 케이블과 PHY 에 물리적으로 연결되어 있지 않을 뿐만 아니라 신호 전송, 신호의 DC 구성 요소 차단, 다른 0V 레벨 장치에서 데이터를 전송할 수 있습니다.
격리 변압기 자체의 설계는 2KV~3KV 의 전압을 견딜 수 있다. 번개 감지의 역할도 합니다. 일부 친구들의 인터넷 설비는 뇌우 날씨에 쉽게 타는데, 대부분 PCB 디자인이 불합리해서 발생하며, 타버리는 것은 대부분 설비의 인터페이스이다. 칩은 거의 타지 않는다. 바로 격리 변압기가 보호 작용을 하는 것이다.
6. 전송 미디어 정보
격리 변압기 자체는 PHY 신호를 네트워크 선로에만 결합하는 수동 구성 요소로서 전력 확대의 역할을 하지 않습니다. 그렇다면 카드 신호의 최대 전송 거리는 누가 결정합니까?
네트워크 카드의 최대 전송 거리 및 상대 장치와의 연결 호환성은 주로 PHY 에 의해 결정됩니다. 그러나 PHY 의 출력 전력도 비교적 커서100m 이상의 신호를 보낼 수 있어 EMI 문제가 발생하기 쉽다. 이때 적절한 변압기가 필요합니다. The boss 의 Marvell PHY 는 종종 180 ~ 200m 의 거리를 IEEE 표준 100m 보다 훨씬 더 많이 전송할 수 있습니다.
RJ-45 커넥터는 네트워크 카드와 네트워크 케이블을 연결합니다. 8 개의 구리가 있어 네트워크 케이블의 4 쌍 꼬인 쌍선 (8 선) 에 연결할 수 있습니다. 100M 네트워크에서 1 및 2 는 데이터를 전송하고 3 과 6 은 데이터를 수신합니다. 1 과 2 사이에는 한 쌍의 차이 신호가 있습니다. 즉, 파형은 동일하지만 위상차는 180 도이며 같은 순간의 전압 진폭은 양수입니다. 이런 신호는 더 멀리 전송할 수 있고, 간섭 방지 능력이 강하다. 마찬가지로 3 과 6 도 차등 신호다.
네트워크 케이블에 있는 8 개의 전선 각각이 서로 꼬여 쌍을 이루고 있다. 우리는 인터넷 케이블을 만들 때 1 과 2 를 한 쌍으로, 3 과 6 을 한 쌍으로 만드는 것에 주의해야 한다. 그렇지 않으면 장거리 네트워크 케이블을 사용할 때 연결이 불가능하거나 연결이 매우 불안정해질 수 있습니다.
이제 새로운 PHY 는 자동차를 지원합니다.
MDI-X 기능 (변압기 지원도 필요). RJ-45 커넥터 1, 2 에서 신호선 전송 및 3, 6 에서 신호선 수신 기능을 자동으로 교환할 수 있습니다. 일부 PHYS 는 한 쌍의 와이어에서 양수 및 음수 신호의 자동 교환도 지원합니다. 이렇게 하면 직통선 또는 크로스오버 케이블로 어떤 장치를 연결해야 할지 걱정할 필요가 없습니다. 이 기술은 스위치와 소호 라우터에 광범위하게 적용되었다.
1000Basd-T 네트워크에서 가장 일반적인 전송 방법 중 하나는 4, 5, 7, 8 개를 추가하여 데이터를 동시에 전송하고 수신하는 네트워크 케이블에 4 개의 트위스트 페어 모두를 사용하는 것입니다. 1000Based-T 네트워크의 사양에는 AUTO 가 포함되어 있기 때문입니다.
MDI-X 기능은 전송 또는 수신 관계를 엄격하게 결정할 수 없습니다. 쌍방의 구체적인 협상 결과에 따라 다릅니다.
7.7 은 어떻게 소통합니까? 파이와 마이크?
PHY 와 MAC 가 어떻게 데이터를 전송하고 서로 통신하는지 계속 살펴봅시다. IEEE 에 의해 정의된 표준 MII/MII/ 기가비트 (미디어 독립) 를 통해
크로스 액세스 (미디어 독립 인터페이스) 인터페이스는 MAC 과 PHY 를 연결합니다. 이 인터페이스는 IEEE 에 의해 정의됩니다. MII 인터페이스는 네트워크의 모든 데이터와 데이터 제어를 전달합니다.
MAC 는 SMI (직렬) 를 사용하여 PHY 의 작동 상태를 확인하고 PHY 를 제어합니다.
관리
Interface) 인터페이스는 PHY 레지스터를 읽고 쓰는 것으로 이루어집니다. PHY 의 레지스터 중 일부는 IEEE 에 의해 정의되며, PHY 가 현재 상태를 레지스터에 반영하게 하고, MAC 는 SMI 버스를 통해 PHY 의 상태 레지스터를 계속 읽고, PHY 의 현재 상태 (예: 연결 속도, 이중 기능 등) 를 파악합니다. 물론 PHY 레지스터는 SMI 설정을 통해 흐름 제어 켜기 및 끄기, 자체 협상 모드 또는 강제 모드와 같은 제어 목적을 달성할 수도 있습니다.
물리적으로 연결된 MII 인터페이스와 SMI 버스, PHY 의 상태 레지스터와 제어 레지스터는 모두 IEEE 에 의해 표준화되므로 여러 회사의 MAC 가 PHY 와 함께 작동할 수 있습니다. 물론, 다른 회사의 PHY 의 고유한 기능에 맞춰 드라이버를 적절히 수정해야 합니다.
네트워크 카드의 주요 기능 구현은 기본적으로 위의 장치입니다.
EEPROM 칩도 하나 더 있는데, 보통 93C46 입니다. 네트워크 카드 칩의 공급업체 ID, 하위 시스템 공급업체 ID, 네트워크 카드의 MAC 주소, SMI 버스의 PHY 주소, BOOTROM 용량, BOOTROM 부팅 시스템 활성화 여부 등의 네트워크 카드 구성을 기록합니다.
많은 네트워크 카드와 BOOTROM 이 있습니다. 디스크 없는 워크스테이션의 운영 체제를 부트하는 데 사용됩니다. 디스크가 없기 때문에 부팅에 필요한 일부 프로그램과 스택이 RPL 및 PXE 와 같은 안에 들어 있습니다. 사실 표준 PCI 입니다.
읽기 전용 메모리. 따라서 일부 하드 디스크 쓰기 보호 카드는 네트워크 카드의 BootRom 을 태워서 구현할 수 있습니다. 실제로 PCI 장치의 ROM 은 마더보드의 BIOS 에 넣을 수 있습니다. 컴퓨터를 시작할 때 이 ROM 을 감지하여 어떤 장치에 속하는지 정확하게 식별할 수 있습니다. AGP 는 여러 곳에서 PCI 와 동일하게 구성되므로 많은 그래픽 카드의 BIOS 도 마더보드 BIOS 에 넣을 수 있습니다. 이것이 우리가 온보드 네트워크 카드에서 BOOTROM 을 본 적이 없는 이유이다.
8. 네트워크 카드 전원
마지막으로 전원 공급 장치 부분입니다. 대부분의 네트워크 카드는 현재 3.3V 이하의 전압을 사용합니다. 일부는 이중 전압입니다. 따라서 전원 변환 회로가 필요합니다.
그리고 웨이크업 (wake on wake) 을 위해, 네트워크 카드는
회선 기능, 모든 PHY 및 MAC 의 극히 일부에는 항상 전원이 켜져 있어야 하며, 이를 위해서는 마더보드에 5V 가 필요합니다.
대기 전압을 PHY 작동 전압의 회로로 변환합니다. 호스트 전원을 켠 후 PHY 의 작동 전압은 5V 변환 전압으로 대체되어 5V 를 절약해야 합니다.
대기의 소비. (많은 열등한 카드는 그렇게 하지 않는다.)
깨우기가 있다
회선을 지원하는 네트워크 카드에는 일반적으로 WOL 인터페이스가 있습니다. PCI2. 1 이전에는 PCI 장치로 호스트를 깨우는 기능이 없었기 때문에 마더보드의 WOL 인터페이스를 통해 남교에 연결된 선이 필요했기 때문입니다.
새 보드 카드는 일반적으로 PCI2.2/2.3 을 지원하며 PME# 의 신호 기능을 확장하여 PCI 버스를 통해 웨이크업 기능을 구현할 수 있습니다. 그 인터페이스는 필요하지 않습니다.
라벨
이더넷 카드는 이러한 부분으로 구성됩니다. 그들은 긴밀하게 협력하고, 서로 조율하며, 우리에게 안정적이고 정보에 입각 한 네트워크 액세스를 제공합니다. 인터넷의 보급은 업무 효율을 크게 향상시켰을 뿐만 아니라, 우리가 인터넷의 바다를 자유롭게 여행할 수 있게 해 주었습니다!
참고 사항:
인터넷선의 신호는 시뮬레이션인가요, 디지털인가요?
대답은 아날로그 신호입니다. 시뮬레이션 기술을 통해 전송 및 수신되기 때문입니다. 전달된 정보는 숫자이지만 전달된 정보가 숫자라는 뜻은 아니므로 신호를 디지털 신호라고 부를 수 있습니다.
간단한 예: 우리는 전화가 아날로그 신호라는 것을 알고 있지만, 우리가 전화를 걸 때 전화선은 디지털 정보를 전송하지만 신호 자체는 여전히 시뮬레이션된다. 그러나 ADSL 도 전화선을 통해 전송되지만 디지털 신호일 뿐이다. 그것은 전송 되 고 허용 되는 기술에 따라 달라 집니다.