网卡的概述

网卡上面装有处理器和存储器(包括RAM和ROM)。网卡和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的。而网卡和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行。因此，网卡的一个重要功能就是要进行串行/并行转换。由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同，因此在网卡中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。网卡以前是作为扩展卡插到计算机总线上的，但是由于其价格低廉而且以太网标准普遍存在，大部分新的计算机都在主板上集成了网络接口。这些主板或是在主板芯片中集成了以太网的功能，或是使用一块通过PCI (或者更新的PCI-Express总线)连接到主板上的廉价网卡。

除非需要多接口或者使用其它种类的网络，否则不再需要一块独立的网卡。甚至更新的主板可能含有内置的双网络(以太网)接口。在安装网卡时必须将管理网卡的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中。这个驱动程序以后就会告诉网卡，应当从存储器的什么位置上将局域网传送过来的数据块存储下来。网卡还要能够实现以太网协议。网卡并不是独立的自治单元，因为网卡本身不带电源而是必须使用所插入的计算机的电源，并受该计算机的控制。因此网卡可看成为一个半自治的单元。当网卡收到一个有差错的帧时，它就将这个帧丢弃。当网卡收到一个正确的帧时，它就使用中断来通知该计算机并交付给协议栈中的网络层。当计算机要发送一个IP数据包时，它就由协议栈向下交给网卡组装成帧后发送到局域网。随着集成度的不断提高，网卡上的芯片的个数不断的减少，虽各个厂家生产的网卡种类繁多，但其功能大同小异。

1、数据的封装与解封发送时将上一层传递来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层2、链路管理主要是通过CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ，带冲突检测的载波监听多路访问)协议来实现3、数据编码与译码即曼彻斯特编码与译码。其中曼彻斯特码，又称数字双向码、相位编码(PE)，是一种常用的二元码线路编码方式之一，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。在通信技术中，用来表示所要发送比特 流中的数据与定时信号所结合起来的代码。 常用在以太网通信，列车总线控制，工业总线等领域。

根据网卡所支持的物理层标准与主机接口的不同，网卡可以分为不同的类型，如以太网卡和令牌环网卡等。根据网卡与主板上总线的连接方式、网卡的传输速率和网卡与传输介质连接的接口的不同，网卡分为不同的类型。按照网卡支持的计算机种类分类，主要分为标准以太网卡和PCMCIA网卡：标准以太网卡用于台式计算机联网，而PCMCIA网卡用于笔记本电脑。按照网卡支持的传输速率分类，主要分为10Mbps网卡、100Mbps网卡、10/100Mbps自适应网卡和1000Mbps网卡四类：根据传输速率的要求，10Mbps和100Mbps网卡仅支持10Mbps和100Mbps的传输速率，在使用非屏蔽双绞线UTP作为传输介质时，通常10Mbps网卡与3类UTP配合使用，而100Mbps网卡与5类UTP相连接。10/100Mbps自适应网卡是由网卡自动检测网络的传输速率，保证网络中两种不同传输速率的兼容性。随着局域网传输速率的不断提高，1000Mbps网卡大多被应用于高速的服务器中。按网卡所支持的总线类型分类，主要可以分为ISA、EISA、PCI等：由于计算机技术的飞速发展，ISA总线接口的网卡的使用越来越少。EISA总线接口的网卡能够并行传输32位数据，数据传输速度快，但价格较贵。PCI总线接口网卡的CPU占用率较低，常用的32位PCI网卡的理论传输速率为133Mbps，因此支持的数据传输速率可达100Mbps。

随着嵌入式设备对网络需求的增长，物联网技术通过传 感器获取大量数据，这些数据通过嵌入式网关进行处理，这就涉及到各种网络通信算法。但是通常嵌入式软硬件开发时间是不均衡的。如果网络通信算法已经完成。而硬件仍然处于调试状态，导致网络通信算法不能够及时验证，则开发效率降低。虚拟网卡测试平台提供了不需要具体硬件参与，就能完成多网卡设备的通信算法验证，降低了软件开发周期。 并且通过分析虚拟网卡接收和发送的数据包，进而对算法的准确性和性能进行测试。