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网络适配器是什么?有什么作用?

网络适配器又称网卡或网络接口卡(NIC),英文名NetworkInterfaceCard。它是使计算机联网的设备。平常所说的网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器。网卡(NIC) 插在计算机主板插槽中,负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式,通过网络介质传输。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。它的基本功能为:从并行到串行的数据转换,包的装配和拆装,网络存取控制,数据缓存和网络信号。目前主要是8位和16位网卡。

网络适配器实物图

网卡必须具备两大技术

网卡驱动程序和I/O技术。驱动程序使网卡和网络操作系统兼容,实现PC机与网络的通信。I/O技术可以通过数据总线实现PC和网卡之间的通信。网卡是计算机网络中最基本的元素。在计算机局域网络中,如果有一台计算机没有网卡,那么这台计算机将不能和其他计算机通信,也就是说,这台计算机和网络是孤立的。

网卡的不同分类

根据网络技术的不同,网卡的分类也有所不同,如大家所熟知的ATM网卡、令牌环网卡和以太网网卡等。据统计,目前约有80%的局域网采用以太网技术。根据工作对象的不同务器的工作特点而专门设计的,价格较贵,但性能很好。就兼容网卡而言,目前,网卡一般分为普通工作站网卡和服务器专用网卡。服务器专用网卡是为了适应网络服种类较多,性能也有差异,可按以下的标准进行分类:按网卡所支持带宽的不同可分为10M网卡、100M网卡、10/100M自适应网卡、1000M网卡几种;根据网卡总线类型的不同,主要分为ISA网卡、EISA网卡和PCI网卡三大类,其中ISA网卡和PCI网卡较常使用。ISA总线网卡的带宽一般为10M,PCI总线网卡的带宽从10M到1000M都有。同样是10M网卡,因为ISA总线为16位,而PCI总线为32位,所以PCI网卡要比ISA网卡快。

网卡的接口类型

根据传输介质的不同,网卡出现了AUI接口(粗缆接口)、BNC接口(细缆接口)和RJ-45接口(双绞线接口)三种接口类型。所以在选用网卡时,应注意网卡所支持的接口类型,否则可能不适用于你的网络。市面上常见的10M网卡主要有单口网卡(RJ-45接口或BNC接口)和双口网卡(RJ-45和BNC两种接口),带有AUI粗缆接口的网卡较少。而100M和1000M网卡一般为单口卡(RJ-45接口)。除网卡的接口外,我们在选用网卡时还常常要注意网卡是否支持无盘启动。必要时还要考虑网卡是否支持光纤连接。

网卡的作用

1、分段卸载

数据在网络中按分段传输,每个包1,448字节,与TCP、IP和数据链路层报头匹配。传统情况下,处理器会准备分段数据并准备数据包。例如,移动某个65,536的字节块会需要处理器创建并发送最少46个数据包。

如果网络适配器来处理分段卸载,处理器可以将整个数据片段发给网络适配器。这技术通常被称做TCP分段卸载(TSO)或者大段卸载(LSO)。

2、校验和卸载

校验和算法扫描TCP与用户数据报协议数据包以捕获错误。校验确保网络适配器收到数据包时进行验证。

活跃结点每天可能会交换百万甚至几十亿数据包。如果服务器处理器可以将卸载计算与校验和比对任务交给网络适配器完成,那么系统整体性能还是可以提升的。

选择支持IPv4与IPv6发送与接收时卸载校验和计算的网络适配器。用于安全通信的网络适配器同样可以无须占用服务器处理器资源,完成卸载加密校验和计算与验证工作。

3、TCP卸载

TCP卸载有个很有利的因素,就是将整个TCP栈转移到硬件上,这样可以把这些CPU计算资源归还给操作系统。实际上,这意味着将第三层(网络/IP)和第四层(传输/TCP)下降到网络适配器,可以利用适配器的TCP卸载引擎(TOE)处理多种数据组织和传输任务。

投资具备完全TOE功能的网络适配器,可见的回报在于当通过卸载可以释放先前占用不少的CPU资源。传统的千兆网网络适配器可能会消耗CPU约70%的处理能力,大量占用服务器应用程序所需资源。如iSCSI这类占用带宽的基于网络的存储,需要为其配置TOE适配器。

如果不需要完整的TOE功能,可以选择其他网络适配器,这些适配器可以灵活支持TOE的功能子集,如校验与卸载(TSO)或LRO。

4、接收端调节

处理器需要花费时间来重组提取自单个数据包的数据,当需要处理多个网络端口和应用程序数据包时,单个处理器会比较繁忙。RSS会同时向多个物理处理器(不是内核)传递数据包,这样相同物理处理器只会处理来自相同TCP连接传来的数据包。处理器一直处理相同的数据流,会比重新接收与组合新的数据数据来得更容易也更快。

大多数情况下,文件服务器、Web服务器和数据库服务器都能受益于完整的卸载功能,包括校验和卸载、分段卸载、TOE和接收端调解。其他类型的服务器可以有选择的启用卸载功能。分段对于处理短信息的邮件服务器来说没有太大作用,而媒体服务器不需要分段,因为大部分服务器的经理都花在移动大数据上了。  

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