网卡原理 1
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复习:1.我们要访问某个网站,必须打开浏览器,在地址栏中输入相关信息,这是由哪个层的哪个协议规定的?2.OSI模型中,为传输层提供直接或间接服务的有哪几个层?3.一个主机与一个中继系统能否称为一对对等实体?4.只有两个端系统的通信系统中数据的封装与拆封过程如何?增加一个或多个中继系统之后呢?5.每个中继系统都需要对数据进行拆封之后再封装,这句话如何理解?6.会话层中设置的同步控制用于完成什么功能?7.一次传输连接可以对应多个会话连接,这句话如何理解?反过来,一次会话连接也能对应多次传输连接,如何理解?1.http协议2.网络层直接为传输层提供服务,数据链路层和物理层间接为传输层提供服务3.不能,两者从网络体系结构上包含的层是不同的,完成的功能也完全不同4.数据在发送端由上到下进行封装,在接收端由下到上进行拆封;每个中继系统都会完成数据的自下而上的拆封和自上而下的封装5.中继系统中总是由一个端口接收数据,从物理接口接收开始向上逐层拆封,向外转发时则由上向下逐层封装,到物理接口发送6.当传输连接的意外中断引起会话过程的意外中断之后,只要新的传输连接建立起来,会话过程即可由断点之前最近的同步点处继续进行下去7.一次传输连接建立起来之后,完成一个会话连接后可以不断掉传输连接而继续进行下一次会话连接;从时间顺序上,多个会话连接必须是前后按顺序进行。
一个会话连接可以因为传输连接的中断而建立在多个传输连接的基础上来完成,也可以将一次会话内容分解到多个并行的传输连接中完成。
第二章数据通信基础数据通信基本知识传输媒体信号调制技术复用技术差错控制技术拥塞控制技术2.1 数据通信基本知识2.1.1 通信系统模型2.1.2 通信方式数据通信中,按信号在传输介质中的传输方向,可分三种方式:单工、半双工、全双工。
如图所示2.1.3 数字通信和模拟通信数字通信:传输系统的物理链路上传输的是数字信号(数字信号是指离散的电信号,直接用两种不同的电压表示二进制的0和1,又称基带信号)模拟通信:传输系统的物理链路上传输的是模拟信号(模拟信号是指连续的载波信号)要表示路口红灯的变化过程,要使用什么信号?要表示24小时天气温度的变化过程,要使用什么信号呢?信号传输过程的失真由于物理链路存在电阻、电感和电抗,导致信号经过物理链路时会衰减,衰减程度与物理链路的长度成正比,衰减后的信号会产生失真,失真是指组成信号的不同频率的波形的不同程度的衰减所造成的信号形状发生变化,而不仅仅是指信号幅度等比例降低。
一.MAC地址欺骗的原理和实战介绍一、原理:在开始之前我们先简单了解一下交换机转发过程:交换机的一个端口收到一个数据帧时,首先检查改数据帧的目的MAC地址在MAC地址表(CAM)对应的端口,如果目的端口与源端口不为同一个端口,则把帧从目的端口转发出去,同时更新MAC地址表中源端口与源MAC的对应关系;如果目的端口与源端口相同,则丢弃该帧。
有如下的工作场景:一个4口的switch,端口分别为Port.A、Port.B、Port.C、Port.D对应主机 A,B,C,D,其中D为网关。
当主机A向B发送数据时,A主机按照OSI往下封装数据帧,过程中,会根据IP地址查找到B主机的MAC地址,填充到数据帧中的目的MAC地址。
发送之前网卡的MAC层协议控制电路也会先做个判断,如果目的MAC相同于本网卡的MAC,则不会发送,反之网卡将这份数据发送出去。
Port.A接收到数据帧,交换机按照上述的检查过程,在MAC地址表发现B的MAC地址(数据帧目的MAC)所在端口号为Port.B,而数据来源的端口号为Port.A,则交换机将数据帧从端口Port.B转发出去。
B主机就收到这个数据帧了。
这个寻址过程也可以概括为IP->MAC->PORT,ARP欺骗是欺骗了IP/MAC的应关系,而MAC欺骗则是欺骗了MAC/PORT的对应关系。
比较早的攻击方法是泛洪交换机的MAC地址,这样确实会使交换机以广播模式工作从而达到嗅探的目的,但是会造成交换机负载过大,网络缓慢和丢包甚至瘫痪,我们不采用这种方法。
二、实战工作环境为上述的4口swith,软件以cncert的httphijack 为例,应用为A主机劫持C主机的数据。
以下是劫持过程(da为目的MAC,sa为源MAC)1.A发送任意da=网关.mac、sa=B.mac的数据包到网关。
这样就表明b.mac 对应的是port.a,在一段时间内,交换机会把发往b.mac 的数据帧全部发到a主机。
以太网的解释以太网(EtherNet)以太网最早由Xerox(施乐)公司创建,在1980年,DEC、lntel和Xerox三家公司联合开发成为一个标准,以太网是应用最为广泛的局域网,包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网,采用的是CSMA/CD访问控制法,它们都符合IEEE802.3IEEE 802.3标准它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。
以太网是当前应用最普遍的局域网技术。
它很大程度上取代了其他局域网标准,如令牌环、FDDI和ARCNET。
历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后,目前千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展应用范围。
历史以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。
人们通常认为以太网发明于1973年,当年罗伯特.梅特卡夫(Robert Metcalfe)给他PARC 的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。
但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。
在1976年,梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网:局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。
1979年,梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐,成立了3Com公司。
3com 对迪吉多, 英特尔, 和施乐进行游说,希望与他们一起将以太网标准化、规范化。
这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。
当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和ARCNET,在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。
而在此过程中,3Com也成了一个国际化的大公司。
梅特卡夫曾经开玩笑说,Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。
Saltzer在一篇与他人合著的很有影响力的论文中指出,在理论上令牌环网要比以太网优越。
受到此结论的影响,很多电脑厂商或犹豫不决或决定不把以太网接口做为机器的标准配置,这样3Com才有机会从销售以太网网卡大赚。
一台主机两个网卡、内外网互换案例一:经常遇到一台计算机要同时访问两个网络(一个是互联网,一个是企业内部网)的要求以本单位为例:地址是虚构的^_^机器有两块网卡,接到两台交换机上internet地址:218.22.123.123,子网掩码:255.255.255.0,网关:218.22.123.254企业内部网地址:10.128.123.123,子网掩码:255.255.255.0,网关:10.128.123.254如果按正常的设置方法设置每块网卡的ip地址和网关,再cmd下使用route print查看时会看到Network Destination Netmask Gateway Interface Metric 0.0.0.00.0.0.0 218.22.123.254 218.22.123.123 20 0.0.0.0 0.0.0.010.128.123.254 10.128.123.123 1即指向0.0.0.0的有两个网关,这样就会出现路由冲突,两个网络都不能访问。
要实现同时访问两个网络就要用到route命令第一步:route delete 0.0.0.0"删除所有0.0.0.0的路由"第二步:route add 0.0.0.0 mask 0.0.0.0 218.22.123.254"添加0.0.0.0网络路由"第三步:route add 10.0.0.0 mask 255.0.0.0 10.128.123.254"添加10.0.0.0网络路由"这时就可以同时访问两个网络了,但碰到一个问题,使用上述命令添加的路由在系统重新启动后会自动丢失,怎样保存现有的路由表呢?在win2000下可以使用route add-p添加静态路由,即重启后,路由不会丢失。
注意使用前要在tcp/ip设置里去掉接在企业内部网的网卡的网关在win98下没有-p参数,可以把以上命令存入到一个.bat文件中,然后在启动时调用即可案例二:我的一台机器双网卡(不是服务器),现工作需要,一块需要上公网(外网),一块上公司内部数据网,要同时都访问,但现在有个问题,上外网(宽带拨号后)就上不了内网,上内网上不了外网(需断开外网),应该怎样配才能解决呢?我的系统及网络配置:操作系统是WIN2000,内网网卡ip:192.168.1.11,内网网关:192.168.1.254,外网网卡ip:自动获取,网关:无。
以太网的解释以太网(EtherNe t)以太网最早由X e rox(施乐)公司创建,在1980年,D EC、lntel和X erox三家公司联合开发成为一个标准,以太网是应用最为广泛的局域网,包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网,采用的是CSMA/CD访问控制法,它们都符合IEEE802.3IEEE 802.3标准它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。
以太网是当前应用最普遍的局域网技术。
它很大程度上取代了其他局域网标准,如令牌环、FDDI和AR CNET。
历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后,目前千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展应用范围。
历史以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。
人们通常认为以太网发明于1973年,当年罗伯特.梅特卡夫(RobertMetcalf e)给他PARC的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。
但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。
在1976年,梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网:局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。
1979年,梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐,成立了3Com公司。
3com 对迪吉多, 英特尔, 和施乐进行游说,希望与他们一起将以太网标准化、规范化。
这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。
当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和AR CNET,在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。
而在此过程中,3Com也成了一个国际化的大公司。
梅特卡夫曾经开玩笑说,Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。
无线网卡的原理
无线网卡是一种能够连接计算机或其他设备到无线网络的设备。
它的工作原理基于无线电波的传输。
无线网卡内部包含一个无线电发射器和接收器,用于发送和接收无线信号。
当用户需要连接到无线网络时,网卡会扫描周围的无线信号,找到有效的网络并尝试进行连接。
一旦连接成功,网卡会将用户的数据转换为无线信号,并通过天线发送出去。
同时,它也会接收来自无线网络的信号,并将其转换为计算机可以处理的数据。
无线网卡工作的关键是使用一种叫做调制解调的技术。
调制是将用户数据转换为可传输的无线信号的过程,解调则是将接收到的无线信号转换为计算机可以读取的数据。
这种调制解调的过程通常使用一种叫做正交频分复用(OFDM)的技术。
OFDM将数据分成多个子信道,并以并列的方式将
它们传输,以提高信号传输的可靠性和速度。
除了调制解调技术,无线网卡还使用一种叫做射频技术的方法。
射频技术涉及到将数据转换为特定频率的无线电波,并进行发送和接收。
这些无线电波在特定的无线频段内传输,以避免与其他设备的干扰。
无线网卡一般通过插入到计算机的PCI插槽、USB接口或者
使用PC卡的方式连接到计算机。
它们也可以内置在一些便携
设备如笔记本电脑或智能手机中。
总的来说,无线网卡通过使用无线电波的传输和调制解调技术,实现了计算机或其他设备与无线网络的连接。
它们可以将用户的数据转换为无线信号,并传输到网络中,同时也能接收来自网络的信号并将其转换为可读取的数据。
这样,用户就能够通过无线网卡在无线网络中进行数据传输和访问。
数据链路层是OSI模型中的第二层,主要负责数据在物理介质上的传输和管理,其设备主要包括网卡、交换机和网桥等。
数据链路层的工作原理是通过建立逻辑连接、网络帧的封装和解封装、流量控制、错误检测和纠正等方式来保证数据的可靠传输。
1. 网卡网卡是计算机与局域网或广域网相连的接口设备,负责将计算机内部的数据转换成适合在网络上传输的格式,并将其发送到网络上。
网卡在数据链路层中起到了物理层与数据链路层之间的桥梁作用,能够收发数据帧,并且能够根据数据链路层的要求进行数据封装和解封装。
2. 交换机交换机是用于在局域网中传输数据的设备,能够根据MAC位置区域进行数据包的转发,将数据包从一个端口转发到另一个端口。
交换机在数据链路层中实现了逻辑连接的建立和维护,可以根据MAC位置区域来确定数据包的转发路径,同时还能够实现数据包的流量控制和错误检测。
3. 网桥网桥是用于连接两个局域网的设备,用于将两个相连的网络进行逻辑上的“桥接”,使之成为一个逻辑上的网络。
网桥在数据链路层中起到了网桥的作用,能够实现两个局域网之间的数据帧的透明转发,同时还能够进行流量控制和错误检测。
数据链路层设备的工作原理主要包括:1. 建立逻辑连接数据链路层设备通过建立逻辑连接来确保数据的可靠传输。
例如交换机会根据MAC位置区域建立转发表,以便确定数据包的转发路径。
网桥则会根据MAC位置区域进行数据包的转发。
2. 数据帧的封装和解封装数据链路层设备会将网络层的IP数据报封装成数据帧,添加MAC位置区域等信息,以便在物理介质上的传输。
接收端的数据链路层设备会将接收到的数据帧进行解封装,将数据传递给网络层。
3. 流量控制数据链路层设备能够实现数据的流量控制,以防止数据的丢失和阻塞。
例如交换机通过缓存和转发的方式来控制数据包的流量,以保证网络的正常运行。
4. 错误检测和纠正数据链路层设备会通过校验和、CRC校验等方式来检测数据传输过程中的错误,并在出现错误时进行相应的纠正或重传。
无线网卡的输出原理无线网卡是一种用于无线通信的设备,在电脑上使用无线网络时,无线网卡起到了关键的作用。
无线网卡通过一系列的电子部件和工作原理,实现了无线信号的接收和发送。
下面我将详细介绍无线网卡的输出原理。
首先,要理解无线网卡的输出原理,我们需要了解一些基础概念。
无线通信是通过无线电波进行的,无线网卡负责将电脑上的数据转换成无线电波发送出去,或者接收无线电波并转换成电脑上的数据。
这个过程中,无线网卡涉及到调制解调、射频接收和发射等技术。
当电脑上的数据要通过无线网卡发送出去时,首先需要进行调制。
调制是将数字信号转换成模拟信号的过程。
在无线通信中,常用的调制方式有频移键控调制(FSK)、相移键控调制(PSK)、正交幅度调制(QAM)等。
通过调制,将电脑上的二进制数据转换成模拟信号,方便在无线电波中传输。
接下来,经过调制后的模拟信号需要经过射频接收和发射。
射频接收和发射是无线通信中的重要环节。
射频接收部分负责接收无线电波,并将接收到的信号转换成电信号,以便电脑进行处理。
而射频发射部分则负责将经过调制后的模拟信号转换成无线电波,发送出去。
射频接收部分包含一个接收天线,用于接收无线电波。
当无线电波经过天线进入无线网卡时,接收天线将电磁波能量转换成电信号。
接收天线将接收到的电信号传输给射频前端处理。
射频前端负责放大和滤波,以解决接收信号中的噪声干扰问题,同时将信号调整到适合数字处理器处理的频率范围内。
在射频发射部分,数字处理器将经过调制的模拟信号转换成数字信号。
然后,数字信号通过数字模拟转换器(DAC)转换成模拟信号。
模拟信号经过射频放大器增强,并经过射频滤波器进行频率调整,最后由发射天线发送出去。
总之,无线网卡的输出原理是通过调制将电脑上的数据转换成模拟信号,然后经过射频接收和发射部分的处理,最后将模拟信号转换成无线电波发送出去。
当无线网卡接收无线电波时,经过射频接收和数字处理器的处理,将接收到的信号转换成电脑上的数据。
网卡原理1
网络适配器又称网卡或网络接口卡(NIC),英文名Network Interface Card.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.数据在计算机总线中传输是并行方式即数据是肩并肩传输的,而在网络的物理缆线中说数据以串行的比特流方式传输的,网卡承担串行数据和并行数据间的转换.网卡在发送数据前要同接收网卡进行对话以确定最大可发送数据的大小,发送的数据量的大小,两次发送数据间的间隔,等待确认的时间,每个网卡在溢出前所能承受的最大数据量,数据传输的速度.
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.
网卡的主要工作原理:发送数据时,计算机把要传输的数据并行写到网卡的缓存,网卡对要传输的数据进编码(10M以太网使用曼切斯特码,100M以太网使用差分曼切斯特码),串行发到传输介质上.接收数据时,则相反.
1.网卡的基本构造
以最常见的PCI接口的网卡为例,一块网卡主要由PCB线路板,主芯片,数据汞,金手指(总线插槽接口),BOOTROM,EEPROM,晶振,RJ45接口,指示灯,固定片等等,以及一些二极管,电阻电容等组成.网卡包括硬件和固件程序(只读存储器中的软件例程),该固件程序实现逻辑链路控制和媒体访问控制的功能,还记录唯一的硬件地址即mac地址,网卡上一般有缓存.网卡须分配中断irq及基本i/o端口地址,同时还须设置基本内存地址(base memory address)和收发器(transceiver)
1.网卡的控制芯片:网卡中最重要元件,是网卡的控制中心,有如电脑的cpu,控制着整个网卡的工作,
负责数据的传送和连接时的信号侦测.早期的10/100Mbps的双速网卡会采用两个控制芯片(单元)分别用来控制两个不同速率环境下的运算,而目前较先进的产品通常只有一个芯片控制两种速度.
常见的10/100/1000M bps自适应网卡芯片有Intel的8254*系列,Broadcom的BCM57**系列,Marvell的
88E8001/88E8053/88E806*系列,Realtek的
RTL8169S-32/64,RTL8110S-32/64(LOM),RTL8169SB,RTL8110SB(LOM),RTL8168(PCI Express),RTL8111(LOM,PCI Express)系列,VIA的VT612*系列等等.
1.晶体震荡器:负责产生网卡所有芯片的运算时钟,其原理就象主板上的晶体震荡器一样,通常网卡
是使用20或25hz的晶体震荡器.千兆网卡使用62.5MHz或者125MHz晶振.
2.boot rom插槽:如无特殊要求网卡中的这个插槽处在空置状态.一般是和boot rom芯片搭配使
用,其主要作用是引导电脑通过服务器引导进入操作系统.boot rom就是启动芯片,让电脑可以在不具备硬盘,软驱和光驱的情况下,直接通过服务器开机,成为一个无硬盘无软驱的工作站.没有软
驱就无法将资料输出,这样也可以达到资料保密的功能.同时,还可以节省下购买这些电脑部件的费用.在使用boot rom时要注意自己使用何种网络操作系统,通常有boot rom for nt,boot rom for unix,boot rom for netware等,boot rom启动芯片要自行购买.
3.eeprom:从前的老式网卡都要靠设置跳线或是dip开关来设定irq,dma和i/o port等值,而现在
的网卡则都使用软件设定,几乎看不见跳线的存在.各种网卡的状态和网卡的信息等数据都存在这颗小小的eeprom里,通过它来自动设置.里面记录了网卡芯片的供应商ID,子系统供应商ID,网
卡的MAC地址,网卡的一些配置,如SMI总线上PHY的地址,BOOTROM的容量,是否启用
BOOTROM引导系统等东西
4.数据汞:这是消费级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.
5.rj-45和bnc接头:rj-45是采用双绞线作为传输媒介的一种网卡接口,在100mbps网中最常应
用.bnc是采用细同轴电缆作为传输媒介.
6.信号指示灯:在网卡后方会有二到三个不等的信号灯,其作用是显示目前网络的连线状态,通常具
有tx和rx两个信息.tx代表正在送出资料,rx代表正在接收资料,若看到两个灯同时亮则代表目前是处于全双工的运作状态,也可由此来辨别全双工的网卡是否处于全双工的网络环境中.也有部分低速网卡只用一个灯来表示信号,通过不同的灯光变换来表示网络是否导通.
7.WOL:有些网卡会有WOL的功能,WOL网络开机的功能(wake on line).它可由另外一台电脑,
使用软件制作特殊格式的信息包发送至一台装有具wol功能网卡的电脑,而该网卡接收到这些特殊格式的信息包后,就会命令电脑打开电源,目前已有越来越多的网卡支持网络开机的功能.
2.网卡的分类
∙以传输速率可分为:
10Mbps网卡,100Mbps网卡,1000Mbps网卡,10GMbps网卡.目前常见的三种架构有10baset,100basetx与base2,前两者是以rj-45双绞线为传输媒介,传输速率分别为10Mbps和100Mbps.而双绞线又分为category1至category5五种规格,分别有不同的用途以及频
宽,category通常简称cat,只要使用cat5规格的双绞线皆可用于10/100mbps的网卡上.而
10base2架构则是使用细同轴电缆作为传输媒介,传输速率只有10Mbps.这里提到的10Mbps或100Mbps是指网卡上的最大传送速率,而并不等于网络上实际的传送速度,实际速度要考虑到传送的距离,线路的品质,和网络上是否拥挤等因素,这里所谈的bps指的是每秒传送的bit(1个byte=8个bit).而100Mbps则称为高速以太网卡(fast ethernet),多为PCI/PCI-E接口.当前市面上的pci网卡多具有10/100/1000Mbps自动切换的功能,会根据所在的网络连线环境来自动调节网络速
度.1000Mbps以太网卡多用于交换机或交换机与服务器之间的高速链路或backbone.
∙以接口类型可分为:
ISA接口网卡,PCI/PCI-X/PCI-E接口网卡,USB接口网卡和笔记本电脑专用的PCMCIA接口.现在的ISA接口的网卡均采用16bit的总线宽度,其特性是采用programmed i/o的模式传送资料,传送数据时必须通过cpu在i/o上开出一个小窗口,作为网卡与pc之间的沟通管道,需要占用较高的cpu使用率,在传送大量数据时效率较差.PCI接口的网卡则采用32bit的总线频宽,采用bus master的数据传送方式,传送数据是由网卡上的控制芯片来控制,不必通过i/o端口和cpu,可大幅降低cpu的占用率,目前产品多为10/100Mbps双速自动侦测切换网卡.
∙以传输方式可分为:
半双工网卡,全双工网卡.半双工网卡无法同一时间内完成接收与传送数据的动作,如10base2使用细同轴电缆的网络架构就是半双工网络,同一时间内只能进行传送或接收数据的工作,效率较低.
要使用全双工的网络就必须要使用双绞线作为传输线才能达到,并且也要搭配使用全双工的集线器,要使用10base或100basetx的网络架构,网卡当然也要是全双工的产品.
∙以传输介质可分为:
rj-45双绞线的网卡与bnc的同轴电缆两种,有的网卡同时具有两种接头,可适用于两种网络线,但无法两个接头同时使用.另外还有光纤接口的网卡,通常带宽在1000Mbps.
∙其它网卡:
从网络传输的物理媒介上还有无线网卡,利用2.4GHz的无线电波来传输数据.目前ieee有两种规范802.11和802.11b,最高传输速率分别为2Mbps和11Mbps,接口有PCI,USB和PCMCIA 几种.。