網絡适配器:在計算機網絡上進行通訊的計算機硬件-中文百科頻道

概述

網絡适配器又稱網卡或網絡接口卡（NIC），英文名NetworkInterfaceCard。它是使計算機聯網的設備。平常所說的網卡就是将PC機和LAN連接的網絡适配器。網卡（NIC）插在計算機主闆插槽中，負責将用戶要傳遞的數據轉換為網絡上其它設備能夠識别的格式，通過網絡介質傳輸。

網卡通過網絡介質傳輸。它的主要技術參數為帶寬、總線方式、電氣接口方式等。它的基本功能為：從并行到串行的數據轉換，包的裝配和拆裝，網絡存取控制，數據緩存和網絡信号。目前主要是8位和16位網卡。

網卡必須具備兩大技術：網卡驅動程序和I/O技術。驅動程序使網卡和網絡操作系統兼容，實現PC機與網絡的通信。I/O技術可以通過數據總線實現PC和網卡之間的通信。網卡是計算機網絡中最基本的元素。在計算機局域網絡中，如果有一台計算機沒有網卡，那麼這台計算機将不能和其他計算機通信，也就是說，這台計算機和網絡是孤立的。

兩大技術

網卡驅動程序和I/O技術。驅動程序使網卡和網絡操作系統兼容，實現PC機與網絡的通信。I/O技術可以通過數據總線實現PC和網卡之間的通信。網卡是計算機網絡中最基本的元素。在計算機局域網絡中，如果有一台計算機沒有網卡，那麼這台計算機将不能和其他計算機通信，也就是說，這台計算機和網絡是孤立的。

分類

網卡的不同分類：

根據網絡技術的不同，網卡的分類也有所不同，如大家所熟知的ATM網卡、令牌環網卡和以太網網卡等。據統計，目前約有80％的局域網采用以太網技術。根據工作對象的不同務器的工作特點而專門設計的，價格較貴，但性能很好。

就兼容網卡而言，網卡一般分為普通工作站網卡和服務器專用網卡。服務器專用網卡是為了适應網絡服種類較多，性能也有差異，可按以下的标準進行分類：按網卡所支持帶寬的不同可分為10M網卡、100M網卡、10/100M自适應網卡、1000M網卡幾種；

根據網卡總線類型的不同，主要分為ISA網卡、EISA網卡和PCI網卡三大類，其中ISA網卡和PCI網卡較常使用。ISA總線網卡的帶寬一般為10M，PCI總線網卡的帶寬從10M到1000M都有。同樣是10M網卡，因為ISA總線為16位，而PCI總線為32位，所以PCI網卡要比ISA網卡快。

網卡的接口類型：根據傳輸介質的不同，網卡出現了AUI接口（粗纜接口）、BNC接口（細纜接口）和RJ-45接口（雙絞線接口）三種接口類型。所以在選用網卡時，應注意網卡所支持的接口類型，否則可能不适用于你的網絡。市面上常見的10M網卡主要有單口網卡（RJ-45接口或BNC接口）和雙口網卡（RJ-45和BNC兩種接口），帶有AUI粗纜接口的網卡較少。而100M和1000M網卡一般為單口卡（RJ-45接口）。除網卡的接口外，我們在選用網卡時還常常要注意網卡是否支持無盤啟動。必要時還要考慮網卡是否支持光纖連接。

屬性設置

網卡有時被稱為網絡接口控制器，其技術在不斷發展，包括了更多能夠提升網絡性能的特性，包括巨型幀以及卸載功能、包标記、緩沖區以及幀間距調整等等。但是在數據中心使用某些網卡特性時有一些注意事項。

有效利用CPU：巨型幀vs卸載功能

如果服務器性能低下，那麼可能是由于網絡負載較大。标準的以太網數據包大小為1542個字節，大多數文件被拆分為成百上千甚至上百萬個數據包或者幀。這些小的數據包通過網絡傳輸，和衆多節點共享網絡帶寬，但是數據幀的發送與接收會帶來CPU開銷。

大多數網卡支持巨型幀，這意味着能夠處理高達9000字節的數據包或者幀。巨型幀在每個數據包中包括更多的數據，因此網絡中需要傳輸的數據包數量就變小了。吞吐量提升意味着開銷——數據包頭與其他數據包内容——以及CPU開銷減少了。

巨型幀肯定存在缺點。管理員必須對網絡中的所有節點進行配置才能支持巨型幀的傳輸。巨型幀并不是IEEE标準的一部分，因此不同的網卡配置的巨型幀大小有所不同。為了在節點之間高效傳輸巨型幀要做一些實驗。更大的數據包可能會增加某些負載的延遲，因為其他節點要等更長的時間才能使用帶寬，請求與發送被丢棄或者被破壞的數據包也需要花更長的時間。IT專業人員可能放棄巨型幀而使用具有LSO以及LRO功能的網卡。LSO和LRO允許CPU通過網卡傳輸更多數量的數據，而且基本上與巨型幀提供了相同的CPU性能。

通行能力：可調整的幀間距vs以太網升級

以太網在每發送一個數據包後都要等一段時間，這稱之為幀間距。這為其他網絡節點占用帶寬并發送數據包提供了機會。幀間距等于發送96個數據位的時間。例如，1Gb以太網使用标準的0.096ms的幀間距，10Gb以太網的幀間距為0.0096ms。

利用這一固定的數據包傳輸之間的間距并非總是有效而且在網絡負載較大的情況下可能會降低網絡性能。支持自适應幀間距的網卡能夠基于網絡負載動态調整幀間距，這有可能提升網絡性能。除非接近網絡帶寬，否則調整幀間距通常不會提升網絡性能。

全方位的網絡性能基準測試能夠展現網絡使用模式。如果以太網連接頻繁達到帶寬上限，那麼升級到速度更快的以太網或者使用網卡綁定而非調整幀間距将能夠提升網絡性能。

限制CPU中斷，提升CPU性能

當數據包在網絡中傳輸時，網卡會産生CPU中斷。以太網速度越快，CPU中斷的頻率也就越高，CPU必須更多地關注網絡驅動器以及其他處理數據包的軟件。如果流量起伏不定，CPU性能可能會變得不穩定。支持人為中斷節流的網卡能夠減少CPU中斷頻率，将CPU從無限的網卡中斷中解放出來，很可能能夠提升CPU性能。

中斷限制越多并不一定越好。過高的中斷限制可能會降低CPU的響應能力;CPU将需要花更長的時間來處理所有正在産生的中斷。當高速小數據包近乎實時地到達時，限制中斷将會降低性能。在多種模式下對網絡以及CPU性能進行測試直到能夠建立起充分的系統響應能力，産生平滑的CPU中斷。還可以考慮支持TCP/IP卸載功能的網卡。這些網卡能夠在線處理衆多CPU密集型工作任務，同時減少對CPU的中斷請求。

優先處理對時間敏感的數據類型：啟用包标記

對事件敏感的數據類型比如VoIP或者視頻通常按照高優先級流量對待，但是網絡對所有數據包一視同仁。采用數據包标記，被标記的數據包能夠被分到操作系統設置的流量隊列中，在處理其他低優先級的數據包之前先處理高優先級的VoIP以及視頻數據包。包标記有助于QoS戰略，而且是很多VLAN部署的一個必要組成部分。

如果網絡性能低于已定義的基準，可以對網卡進行調整，務必對服務器以及網卡進行基準測試後再對配置進行更改。這些推薦的網卡調整不會帶來顯著的性能提升，但是也不受預算的限制。随時間變化評估并觀察網絡性能，檢查任何意想不到的後果，比如提升了某個工作負載性能卻降低了其他工作負載的性能。

網卡的應用領域

以太網網卡有10M、100M、10M/100M及千兆網卡。對于大數據量網絡來說，服務器應該采用千兆以太網網卡，這種網卡多用于服務器與交換機之間的連接，以提高整體系統的響應速率。而10M、100M和10M/100M網卡則屬人們經常購買且常用的網絡設備，這三種産品的價格相差不大。所謂10M/100M自适應是指網卡可以與遠端網絡設備（集線器或交換機）自動協商，确定當前的可用速率是10M還是100M。

對于通常的文件共享等應用來說，10M網卡就已經足夠了，但對于将來可能的語音和視頻等應用來說，100M網卡将更利于實時應用的傳輸。鑒于10M技術已經擁有的基礎（如以前的集線器和交換機等），通常的變通方法是購買10M/100M網卡，這樣既有利于保護已有的投資，又有利于網絡的進一步擴展。就整體價格和技術發展而言，千兆以太網到桌面機尚需時日，但10M的時代已經逐漸遠去。因而對中小企業來說，10M/100M網卡應該是采購時的首選。

注意總線接口方式

台式機和筆記本電腦中常見的總線接口方式都可以從主流網卡廠商那裡找到适用的産品。但值得注意的是，市場上很難找到ISA接口的100M網卡。1994年以來，PCI總線架構日益成為網卡的首選總線，已牢固地确立了在服務器和高端桌面機中的地位。即将到來的轉變是這種網卡将推廣到所有的桌面機中。PCI以太網網卡的高性能、易用性和增強了的可靠性使其被标準以太網網絡所廣泛采用，并得到了PC業界的支持。

網卡兼容性和運用的技術

快速以太網在桌面一級普遍采用100BaseTX技術，以UTP為傳輸介質，因此，快速以太網的網卡設一個RJ45接口。由于小辦公室網絡普遍采用雙絞線作為網絡的傳輸介質，并進行結構化布線。

因此，選擇單一RJ45接口的網卡就可以了。适用性好的網卡應通過各主流操作系統的認證，至少具備如下操作系統的驅動程序：Windows、Netware、Unix和OS/2。智能網卡上自帶處理器或帶有專門設計的AISC芯片，可承擔使用非智能網卡時由計算機處理器承擔的一部分任務，因而即使在網絡信息流量很大時，也極少占用計算機的内存和CPU時間。智能網卡性能好，價格也較高，主要用在服務器上。另外，有的網卡在BootROM上做文章，加入防病毒功能；有的網卡則與主機闆配合，借助一定的軟件，實現Wake?on?LAN（遠程喚醒）功能，可以通過網絡遠程啟動計算機；還有的計算機則幹脆将網卡集成到了主機闆上。

網卡生産商

由于網卡技術的成熟性，生産以太網網卡的廠商除了國外的3Com、英特爾和IBM、Emulex等公司之外，台灣的廠商以生産能力強且多在内地設廠等優勢，其價格相對比較便宜。

網卡雖然有很多種，不過，有一點是一緻的，那就是每塊網卡都有一個世界惟一的ID号，也叫做MAC（Media Access Control）地址。MAC地址被燒錄于網卡的ROM中，就像是我們每個人的遺傳基因密碼DNA一樣，即使在全世界也絕對不會重複。MAC地址用于在網絡中标識電腦的身份，實現網絡中不同電腦之間的通信和信息交換。

總線接口分類

（1）ISA總線網卡

ISA總線接口由于I/O速度較慢，随着上世紀90年代初PCI總線技術的出現，很快被淘汰了。在市面上基本上看不到有ISA總線類型的網卡。不過出現一種複古現象，就是在一些品牌的最新的i865系列芯片組主闆中居然又提供了幾條ISA插槽，真是令人費解！

（2）PCI總線網卡

這種總線類型的網卡在當前的台式機上相當普遍，也是目前最主流的一種網卡接口類型。因為它的I/O速度遠比ISA總線型的網卡快（ISA最高僅為33MB/s，而目前的PCI 2.2标準32位的PCI接口數據傳輸速度最高可達133MB/s），所以在這種總線技術出現後很快就替代了原來老式的ISA總線。

它通過網卡所帶的兩個指示燈顔色初步判斷網卡的工作狀态。能在市面上買到的網卡基本上是這種總線類型的網卡，一般的PC機和服務器中也提供了好幾個PCI總線插槽，基本上可以滿足常見PCI适配器（包括顯示卡、聲卡等，不同的産品利用金手指的數量是不同的）安裝。主流的PCI規範有PCI2.0、PCI2.1和PCI2.2三種，PC機上用的32位PCI網卡，三種接口規範的網卡外觀基本上差不多（主闆上的PCI插槽也一樣）。服務器上用的64位PCI網卡外觀就與32位的有較大差别，主要體現在金手指的長度較長。

（3）PCI-X總線網卡

這是目最新的一種在服務器開始使用的網卡類型，它與原來的PCI相比在I/O速度方面提高了一倍，比PCI接口具有更快的數據傳輸速度（2.0版本最高可達到266MB/s的傳輸速率）。這種總線類型的網卡在市面上還很少見，主要是由服務器生産廠商随機獨家提供，如在IBM的X系列服務器中就可以見到它的蹤影。

PCI-X總線接口的網卡一般32位總線寬度，也有的是用64位數據寬度的。但因受到Intel新總線标準PCI-Express的排擠，是否能最終流行還是未知之數，因為由Intel提出，由PCI-SIG（PCI特殊興趣組織）頒布的PCI-Express無論在速度上，還是結構上都比PCI-X總線要強許多。Intel的i875P芯片組已提供對PCI-Express總線的支持，有專家分析預計将逐步普及這一新的總線接口。它将取代PCI和現行的AGP接口，最終實現内部總線接口的統一。

（4）PCMCIA總線網卡

這種總類型的網卡是筆記本電腦專用的，它受筆記本電腦的空間限制，體積遠不可能像PCI接口網卡那麼大。随着筆記本電腦的日益普及，這種總線類型的網卡在市面上較為常見，很容易找到，生産這種總線型的網卡的廠商也較原來多了許多。PCMCIA總線分為兩類，一類為16位的PCMCIA，另一類為32位的CardBus。

CardBus是一種用于筆記本計算機的新的高性能PC卡總線接口标準，就像廣泛地應用在台式計算機中的PCI總線一樣。該總線标準與原來的PC卡标準相比，具有以下的優勢：第一，32位數據傳輸和33MHz操作。CardBus快速以太網PC卡的最大吞吐量接近90 Mbps，而16位快速以太網PC卡僅能達到20-30 Mbps。第二，總線自主。使PC卡可以獨立于主CPU，與計算機内存間直接交換數據，這樣CPU就可以處理其它的任務。第三，3.3V供電，低功耗。提高了電池的壽命，降低了計算機内部的熱擴散，增強了系統的可*性。第四，後向兼容16位的PC卡。老式以太網和Modem設備的PC卡仍然可以插在CardBus插槽上使用。

（5）USB接口網卡

作為一種新型的總線技術，USB（Universal Serial Bus，通用串行總線）已經被廣泛應用于鼠标、鍵盤、打印機、掃描儀、Modem、音箱等各種設備。由于其傳輸速率遠遠大于傳統的并行口和串行口，設備安裝簡單并且支持熱插拔。USB設備一旦接入，就能夠立即被計算機所承認，并裝入任何所需要的驅動程序，而且不必重新啟動系統就可立即投入使用。

當不再需要某台設備時，可以随時将其拔除，并可再在該端口上插入另一台新的設備，然後，這台新的設備也同樣能夠立即得到确認并馬上開始工作，所以越來越受到廠商和用戶的喜愛。USB這種通用接口技術不僅在一些外置設備中得到廣泛的應用，如Modem、打印機、數碼相機等，在網卡中也不例外。

（6）PCI-E總線網卡

PCI Express的接口根據總線位寬不同而有所差異，包括X1、X4、X8以及X16（X2模式将用于内部接口而非插槽模式）。較短的PCI Express卡可以插入較長的PCI Express插槽中使用。PCI Express接口能夠支持熱拔插，這也是個不小的飛躍。PCI Express卡支持的三種電壓分别為+3.3V、3.3Vaux以及+12V。用于取代AGP接口的PCI Express接口位寬為X16，将能夠提供5GB/s的帶寬，即便有編碼上的損耗但仍能夠提供4GB/s左右的實際帶寬，遠遠超過AGP 8X的2.1GB/s的帶寬。

基本功能

從并行到串行的數據轉換，包的裝配和拆裝，網絡存取控制，數據緩存和網絡信号。主要是8位和16位網卡。

選購網卡時應考慮的因素

令牌環網，FDDI網等，選擇時應根據網絡的類型來選擇相對應的網卡。

傳輸速率：應根據服務器或工作站的帶寬需求并結合物理傳輸介質所能提供的最大傳輸速率來選擇網卡的傳輸速率。以以太網為例，可選擇的速率就有10Mbps，10/100Mbps，1000Mbps，甚至10Gbps等多種，但不是速率越高就越合适。

總線類型：計算機中常見的總線插槽類型有：ISA、EISA、VESA、PCI 和 PCMCIA等。在服務器上通常使用PCI或EISA總線的智能型網卡，工作站則采用可用PCI或ISA總線的普通網卡，在筆記本電腦則用PCMCIA總線的網卡或采用并行接口的便攜式網卡。

網卡支持的電纜接口：網卡最終是要與網絡進行連接，所以也就必須有一個接口使網線通過它與其它計算機網絡設備連接起來。不同的網絡接口适用于不同的網絡類型，常見的接口主要有以太網的RJ-45接口、細同軸電纜的BNC接口和粗同軸電AUI接口、FDDI接口、ATM接口等。

（1）RJ-45接口：這是最為常見的一種網卡，也是應用最廣的一種接口類型網卡，這主要得益于雙絞線以太網應用的普及。

（2）AUI接口：這種接口類型的網卡對應用于以粗同軸電纜為傳輸介質的以太網或令牌網中，這種接口類型的網卡更是很少見。

（3）FDDI接口：這種接口的網卡是适應于FDDI（光纖分布數據接口）網絡中，這種網絡具有100Mbps的帶寬，但它所使用的傳輸介質是光纖。

（4）BNC接口：這種接口網卡對應用于用細同軸電纜為傳輸介質的以太網或令牌網中，這種接口類型的網卡較少見，主要因為用細同軸電纜作為傳輸介質的網絡就比較少。

（5）ATM接口：這種接口類型的網卡是應用于ATM（異步傳輸模式）光纖（或雙絞線）網絡中。它能提供物理的傳輸速度達155Mbps

價格與品牌：不同速率、不同品牌的網卡價格差别較大。

故障及解決方案

網絡連接不穩定在網卡正常工作的情況下，網卡的指示燈始終亮着(傳輸數據時快速閃爍)。

如果又暗又亮，并且網絡連接總是被阻塞，最可能的原因是網卡和pci插槽之間接觸不良。與其他pci設備一樣，當網卡插入或計算機頻繁移動時，很容易導緻此類故障，可以通過再次插入網卡或用其他pci插槽替換它來解決。此外，還有大量灰塵，網卡的“金手指”被嚴重氧化，網絡電纜連接器(如水晶頭損壞)也可能導緻此類故障。隻需清理灰塵，用報紙擦亮“金手指”。

2.駕駛員故障

網卡像其他硬件一樣，容易因驅動程序不完善而出現故障。例如，在windows 2000下，使用real tek RTL 8469芯片的網卡經常會出現netbios tcp/ip錯誤。将驅動程序更新到5 . 621 . 0304 . 2005(2005年3月4日發布)後，這類問題将很容易解決。因此，當網卡出現一些無法解釋的故障時，你可以去“司機之家”等專業網站更新驅動程序。通常，在消除硬件和網絡故障的前提下，升級或重新安裝驅動程序可以解決許多無法解釋的故障。如果網卡故障發生在驅動程序更新之後，您可以使用網卡附帶的驅動程序進行恢複。

3.磁場引起的故障

像其他電子産品一樣，網卡很容易受到磁場幹擾而失效。因此，在對網卡和網絡進行布線時，必須使用屏蔽性強的網線和網卡設備，并盡可能避開微波爐、冰箱、電視機等大功率強磁場設備，以降低網卡故障的概率。

4.網線導緻故障

網絡電纜本身的質量和水晶頭(rj45網絡電纜插頭)的生産水平會影響網卡的工作狀态，許多無法解釋的網卡故障往往就是由此引起的。除了選擇較好的雙絞線外，還要注意晶振頭與網卡接口的接觸是否良好，晶振頭中的數據線是否與國際網絡電纜568a和568b一緻(特别是自制晶振頭時)。

5.irq中斷導緻的故障

現在pci網卡都支持即插即用，安裝驅動程序時會自動分配irq(中斷)資源