2004年09月26日
摘 要: 给出一种RS422/485网络中,模块可以接收任意极性直流供电和总线信号的设计方法。该方法允许将2根信号线或直流电源线在传输途中任意极性续接,容忍了布线施工中的反接差错,使工程施工大为方便

关键词: RS422 RS485 无极性 分续线盒 整流电桥 差分曼彻斯特

1 问题提出
现在的很多测控系统是使用RS422或RS485总线互连的。RS422/485总线信号是由4(2)根有极性的差分信号来传输的,不能将其反接。当网络传输距离长或节点多时,在线路上的分续线盒也会很多,很容易将信号线在传输途中接反,从而造成信号无法正常传输。虽然可以查出故障点,但在分线盒很多时,也是一件很费时的事情。为了布线方便,分续线盒的数量往往大于总线上的模块数。对于室内系统,网络线路一般外加PVC线槽甚至暗埋于墙体内;对于室外系统,线路一般架空或地下走线,造成对线路反接问题的查找和修正很困难。另一方面,为了施工方便,也应允许在途中随意接线,不分极性。为此,需要各模块既能接收图1(b)所示的正相信号,也能接收图1(c)所示的极性可能反相的RS422、RS485信号。

对于那些采取未经任何编码调制的基带信号来传输数据的RS422/485系统,图1中由于接线错误将造成收信方无法正确接收数据;但如对信号进行适当的调制后,即使途中出现接线错误,收方仍然能正确接收到数据,即在布线施工中可以无极性布线。

下面分别给出使用未调制信号和调制信号传输数据2种情况下的无极性接线设计方法。先讨论使用未编码调制信号的情况。

2 RS422信号线的无极性接线设计
RS422总线使用收发分开的信号线传输,各为2根信号线。为了使RS422接收器能够接收总线上传来的2种极性的信号,见图1(b)和图1(c),首先要检测到接线的错误,其次才是更正接线错误。这里希望通过网络模块电路来修正接线错误,而不是通过更正错误的传输线连接。

(1)人工修正方法
对于MCU的UART来说,无信号传送时,TX引脚为”1″电平,因此,RS422驱动器的A端会为高电平,B端为低电平,此时,在接收模块的A端也应为固定高电平。图2电路中,在一个接收端和GND之间连接一个LED,从而可以据此判断该端是和发送端A相连,还是和发送端B相连,然后通过4位拨码开关SW来人工调整模块总线和接收模块中RS422驱动器接收输入的连接。

人工修正方法需要发送模块在软件上进行配合。在调整时,发送方不能发送数据,也就是总线上的差动电压为固定的。这种方法,虽然有些麻烦,但在一些情况下,比起检查和修正线路来还是要简便一些。

(2)自动修正方法
如果在总线输入端子和RS422驱动器之间用电磁继电器(或模拟开关)代替拔码开关SW,就可以通过软件来自动控制总线A、B端的切换。检查是否存在错误接线也可通过软件进行,只要发送端发送一个和收方约定的固定内容数据,如果收方不能正确收到,则表明接线错误,就控制继电器切换总线连接;否则,不切换。必须注意的是,使用模拟开关时,应注意对线路阻抗和传输速度的影响。

3 RS485信号线的无极性接线设计
RS485总线中的发送和接收信号共用一对线,使用的驱动器可分为两类:一类是像SN75176之类的驱动器,在驱动器内部已经将Rx和Tx信号接到一起;另一类是使用RS422方式的驱动器,如发送和接收使用2个芯片,如SN75177(接收驱动器)加SN75178(发送驱动器),或者收发驱动器集成在1个芯片上,如SNLBC75179、MAX488、MAX490等,这种情况下,在线路板上将收发的同相端短接。对于后者(使用收发引脚独立的驱动器),无极性设计的方法仍然类同于RS422方式;对于前者,由于收发信号的同相端在驱动器内部已经短路,无法在接收驱动器增加电路,不能达到无极性信号传输的目的。

可见,在RS485网络中,模块必须使用独立收发引脚的驱动器时,才能增加无极性设计电路。

4 使用限制
以上方法只适合于点对多点的主从式RS422/485网络。对于RS422网络来说,在主模块中的接收驱动器不能加修正电路,而应调整到发送模块的发送端。因为在从模块发送而主模块接收的情况下,可能部分模块和主模块之间的连接正确,部分模块和主模块之间的连接错误。对于RS485网络来说,只要在从模块的驱动器接收端增加调整电路就可以了。

对于各模块平等通信的RS422/485网络来说,一个模块可能和其它模块之间的接线既有正确,又有错误,因此通过此方法来修正。

5 采取调制信号传输消除信号极性
使用以上2种(手动设置或软件自动配置)使模块可以接收任意极性信号的方法虽然可行,但仍然有一些麻烦:手动设置仍然会带来施工的不便,而自动配置会增加软件设计的复杂度,降低了可靠性。此外,以上方法也只适用于点对多点的主从通信网络,对于节点对等网络不能使用。另外一种消除信号极性的方法就是在对信号编码调制后传送,使调制后的信号是无极性要求的。在数据传输领域,最常用的无极性信号调制方法是使用差分曼彻斯特编码,其波形如图3所示。

差分曼彻斯特编码信号的编码原则是:
在信号位中间总是将信号反相;
在信号位开始时不改变信号极性,表示逻辑”1″;
在信号位开始时改变信号极性,表示逻辑”0″。

由此可见,经差分曼彻斯特编码的信号,见图3(b),经过由于接线错误变成反相的波形后,见图3(c),仍然符合此定义,从而可以解调出原始数据信号。

为了在RS422/485网络中实现差分曼彻斯特编码,需要在UART和RS422/485芯片之间增加编码电路。差分曼彻斯特编码属于自同步编码,因此需要时钟。对于工作于异步方式的UART来说,可以使用GAL器件完成编码和解码,但用于控制UART异步传输的波特率时钟和编码电路时钟必须使用同一时钟源。以下给出图4所示的实现框图,具体实现电路这里不再详细叙述。也可以使用专用芯片完成编码和解码,比如采用Echelon公司的FTT-10A收发器。该收发器对信号进行差分曼彻斯特编码调制后传输(同时包含一个隔离变压器)。

6 直流供电的无极性接线设计
在RS422/485网络中,常采用集中+5 V、+12 V或+24 V直流对所有模块进行供电,如线路较长,一般使用+24 V电源,较短时使用+5 V或+12 V电源。同信号线一样,电源线也同样存在反接问题,基于同样目的和原因,模块也应能使用正相和反相接线2种情况的输入电源。和信号不同,2根电源线虽然可能反接,线间的电位差始终是一个极性,要么为正,要么为负,因此,可以在模块电源输入处增加一个整流电桥,在电桥的输出端就始终能得到正极性的+24 V或+12 V、+5 V电压供自己使用了,如图5所示。

参考文献
1 Data Encoding. http://www.cpe.ku.ac.th
2 阳宪惠主编. 现场总线技术及其应用. 北京:清华大学出版社,1999
本文摘自《单片机与嵌入式系统应用》

IP地址和国际化域名是使用Internet使用的网络地址,符合TCP/IP通信协议规定的地址方案,这种地址方案与日常生活中涉及的通信地址和电话号码相似,涉及到Internet服务的每一环节。IP协议要求所有参加Internet的网络节点要有一个统一规定格式的地址,简称IP地址。
在应用TCP/IP协议的网络环境中,为了唯一地确定一台主机的位置,必须为TCP/IP协议指定三个参数,即IP地址、子网掩码和网关地址。
1.IP地址的功能和意义
在Internet的信息服务中,IP地址具有以下重要的功能和意义:
(1)唯一的Internet网上通信地址:在Internet网上,每个网络和每一台计算机都被分配有一个IP地址,这个IP地址在整个Internet网络中是唯一的。
(2)全球认可的通用地址格式:IP地址是供全球识别的通信地址。在Internet上通信必须采用这种32位的通用地址格式,才能保证Internet网成为向全球的开放互联数据通信统。它是全球认可的计算机网络标识方法。
(3)工作站、服务器和路由器的端口地址:在Internet网上,任何一台服务器和路由器的每一个端口都必须有一个IP地址。
(4)运行TCP/IP协议的唯一标识符:TCP/IP协议与其他网络通信协议的区别在于TCP/IP是上层协议,无论下层是何种拓扑结构的网络,均应统一在上层IP地址上。任何网接入Internet,均应使用IP地址。
2.IP地址
IP地址实际上是采用IP网间网层通过上层软件完成“统一”网络物理地址的方法,这种方法使用统一的地址格式,在统一管理下分配给主机。Internet网上不同的主机有不同的IP地址,每个主机的IP地址都是由32比特(4个字节)组成的。为了便于用户阅读和理解,通常采用“点分十进制表示方法”表示,每个字节为一部分,中间用点号分隔开来。如10.67.53.5就是胜利油田计算中心Web服务器的IP地址。每个IP地址又可分为两部分。网络号表示网络规模的大小,主机号表示网络中主机的地址编号。按照网络规模的大小,IP地址可以分为A、B、C、D、E五类,其中A、B、C类是三种主要的类型地址,D类专供多目传送用的多目地址,E类用于扩展备用地址。

    对于网络用户来说,了解和掌握几个实用的TCP/IP程序会有助于更好地使用和维护网络。这里我介绍四个基本的基于Windows的TCP/IP实用程序。
#1    1. ping
    这个程序用来检测一帧数据从当前主机传送到目的主机所需要的时间。当网络运行中出现故障时,采用这个实用程序来预测故障和确定故障源是非常有效的。如果执行ping不成功,则可以预测故障出现在以下几个方面:网线是否连通,网络适配器配置是否正确,IP地址是否可用等;如果执行ping成功而网络仍无法使用,那么问题很可能出在网络系统的软件配置方面,ping成功只能保证当前主机与目的主机间存在一条连通的物理路径。它还提供了许多参数,如-t使当前主机不断地向目的主机发送数据,直到使用Ctrl-C中断;-n 可以自己确定向目的主机发送的数据帧数等等。
#1    2. winipcfg
    它用来显示主机内IP协议的配置信息。它采用Windows窗口的形式显示具体信息。这些信息包括:网络适配器的物理地址、主机的IP地址、子网掩码以及默认网关等,还可以查看主机的相关信息如:主机名、DNS服务器、节点类型等。其中网络适配器的物理地址在检测网络错误时非常有用。
#1    3. tracert
    这个程序的功能是判定数据包到达目的主机所经过的路径、显示数据包经过的中继节点清单和到达时间。还可以使用参数-d决定是否解析主机名。
#1    4. netstat
    这个程序有助于我们了解网络的整体使用情况。它可以显示当前正在活动的网络连接的详细信息,如采用的协议类型、当前主机与远端相连主机(一个或多个)的IP地址以及它们之间的连接状态等。它提供的较为常用的参数是:-e用以显示以太网的统计信息;-s显示所有协议的使用状态,这些协议包括TCP、UDP和IP,一般这两个参数都是结合在一起使用的。另外-p可以选择特定的协议并查看其具体使用信息,-a 可以显示所有主机的端口号,-r则显示当前主机的详细路由信息。
    要运行以上这些程序,只要在DOS方式或Windows开始菜单的运行栏中以命令行的形式键入程序名即可。灵活使用这几个程序可以使你大体了解自己主机对网络的使用情况。

作者简介:Ase,VIA网络研发工程师,VNT via networking technologies AE/FAE。参与过100m/1000m网卡,usb2.0卡,1394卡,pcmcia的usb和1394卡,主板,带管理交换机,显卡等的设计工作。

    一台冰冷的电脑,软件给了她血肉,网络就给了她灵魂!

一、什么是网卡?

    网卡现在已经上成为了目前电脑里的标准配置之一。小小的网卡,究竟蕴涵着多少秘密呢?让我们一起来看。

    我们最常用的网络设备当属网卡了。网卡本身是LAN(局域网)的设备,通过网关、路由器等设备就可以把这个局域网挂接到Internet上。而Internet本身就是无数个这样的局域网组成的。

    网卡有许多种,按照数据链路层控制来分有以太网卡,令牌环网卡,ATM网卡等;按照物理层来分类有无线网卡,RJ-45网卡,同轴电缆网卡,光线网卡等等。它们的数据链路控制、寻址、帧结构等不同;物理上的连接方式不同、数据的编码、信号传输的介质、电平等不同。以下主要介绍我们最常用到的以太网网卡。

    以太网采用的CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)的控制技术。他主要定义了物理层和数据链路层的工作方式。数据链路层和物理层各自实现自己的功能,相互之间不关心对方如何操作。二者之间有标准的接口(例如MII,GMII等)来传递数据和控制。

    以太网卡的物理层可以包含很多种技术,常见的有RJ45,光线,无线等,它们的区别在于传送信号的物理介质和媒质不同。这些都在IEEE的802协议族中有详细的定义。

    这次我们主要讨论的RJ45的网卡属于IEEE802.3定义的范围。

二、网卡的组成

1.网卡的基本结构

    一块以太网网卡包括OSI(开方系统互联)模型的两个层。物理层和数据链路层。物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等,并向数据链路层设备提供标准接口。数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。

    以太网卡中数据链路层的芯片一般简称之为MAC控制器,物理层的芯片我们简称之为PHY。许多网卡的芯片把MAC和PHY的功能做到了一颗芯片中,比如Intel 82559网卡的和3COM 3C905网卡。但是MAC和PHY的机制还是单独存在的,只是外观的表现形式是一颗单芯片。当然也有很多网卡的MAC和PHY是分开做的,比如D-LINK的DFE-530TX等。

图一:MAC和PHY分开的以太网卡(点击放大)
 
图二:MAC和PHY集成在一颗芯片的以太网卡(点击放大)
 
①RJ-45接口 ②Transformer(隔离变压器)  ③PHY芯片
④MAC芯片  ⑤EEPROM   ⑥BOOTROM插槽
⑦WOL接头  ⑧晶振   ⑨电压转换芯片
⑩LED指示灯
2.什么是MAC?
 
    首先我们来说说以太网卡的MAC芯片的功能。以太网数据链路层其实包含MAC(介质访问控制)子层和LLC(逻辑链路控制)子层。一块以太网卡MAC芯片的作用不但要实现MAC子层和LLC子层的功能,还要提供符合规范的PCI界面以实现和主机的数据交换。
 
    MAC从PCI总线收到IP数据包(或者其他网络层协议的数据包)后,将之拆分并重新打包成最大1518Byte,最小64Byte的帧。这个帧里面包括了目标MAC地址、自己的源MAC地址和数据包里面的协议类型(比如IP数据包的类型用80表示)。最后还有一个DWORD(4Byte)的CRC码。
 
    可是目标的MAC地址是哪里来的呢?这牵扯到一个ARP协议(介乎于网络层和数据链路层的一个协议)。第一次传送某个目的IP地址的数据的时候,先会发出一个ARP包,其MAC的目标地址是广播地址,里面说到:”谁是xxx.xxx.xxx.xxx这个IP地址的主人?”因为是广播包,所有这个局域网的主机都收到了这个ARP请求。收到请求的主机将这个IP地址和自己的相比较,如果不相同就不予理会,如果相同就发出ARP响应包。这个IP地址的主机收到这个ARP请求包后回复的ARP响应里说到:”我是这个IP地址的主人”。这个包里面就包括了他的MAC地址。以后的给这个IP地址的帧的目标MAC地址就被确定了。(其它的协议如IPX/SPX也有相应的协议完成这些操作。)
 
    IP地址和MAC地址之间的关联关系保存在主机系统里面,叫做ARP表,由驱动程序和操作系统完成。在Microsoft的系统里面可以用 arp -a 的命令查看ARP表。收到数据帧的时候也是一样,做完CRC以后,如果没有CRC效验错误,就把帧头去掉,把数据包拿出来通过标准的借口传递给驱动和上层的协议客栈,最终正确的达到我们的应用程序。
还有一些控制帧,例如流控帧也需要MAC直接识别并执行相应的行为。
    以太网MAC芯片的一端接计算机PCI总线,另外一端就接到PHY芯片上。以太网的物理层又包括MII/GMII(介质独立接口)子层、PCS(物理编码子层)、PMA(物理介质附加)子层、PMD(物理介质相关)子层、MDI子层。而PHY芯片是实现物理层的重要功能器件之一,实现了前面物理层的所有的子层的功能。
 
3.网络传输的流程
    PHY在发送数据的时候,收到MAC过来的数据(对PHY来说,没有帧的概念,对它来说,都是数据而不管什么地址,数据还是CRC),每4bit就增加1bit的检错码,然后把并行数据转化为串行流数据,再按照物理层的编码规则(10Based-T的NRZ编码或100based-T的曼彻斯特编码)把数据编码,再变为模拟信号把数据送出去。(注:关于网线上数据是数字的还是模拟的比较不容易理解清楚。最后我再说)
 
    收数据时的流程反之。
 
    PHY还有个重要的功能就是实现CSMA/CD的部分功能。它可以检测到网络上是否有数据在传送,如果有数据在传送中就等待,一旦检测到网络空闲,再等待一个随机时间后将送数据出去。如果两块网卡碰巧同时送出了数据,那样必将造成冲突,这时候,冲突检测机构可以检测到冲突,然后各等待一个随机的时间重新发送数据。
这个随机时间很有讲究的,并不是一个常数,在不同的时刻计算出来的随机时间都是不同的,而且有多重算法来应付出现概率很低的同两台主机之间的第二次冲突。
 
    许多网友在接入Internt宽带时,喜欢使用”抢线”强的网卡,就是因为不同的PHY碰撞后计算随机时间的方法设计上不同,使得有些网卡比较”占便宜”。不过,抢线只对广播域的网络而言的,对于交换网络和ADSL这样点到点连接到局端设备的接入方式没什么意义。而且”抢线”也只是相对而言的,不会有质的变化。
 
4.关于网络间的冲突

    现在交换机的普及使得交换网络的普及,使得冲突域网络少了很多,极大地提高了网络的带宽。但是如果用HUB,或者共享带宽接入Internet的时候还是属于冲突域网络,有冲突碰撞的。交换机和HUB最大的区别就是:一个是构建点到点网络的局域网交换设备,一个是构建冲突域网络的局域网互连设备。
 
    我们的PHY还提供了和对端设备连接的重要功能并通过LED灯显示出自己目前的连接的状态和工作状态让我们知道。当我们给网卡接入网线的时候,PHY不断发出的脉冲信号检测到对端有设备,它们通过标准的”语言”交流,互相协商并却定连接速度、双工模式、是否采用流控等。
 
    通常情况下,协商的结果是两个设备中能同时支持的最大速度和最好的双工模式。这个技术被称为Auto Negotiation或者NWAY,它们是一个意思–自动协商。
 
5.PHY的输出部分

    现在来了解PHY的输出后面部分。一颗CMOS制程的芯片工作的时候产生的信号电平总是大于0V的(这取决于芯片的制程和设计需求),但是这样的信号送到100米甚至更长的地方会有很大的直流分量的损失。而且如果外部网现直接和芯片相连的话,电磁感应(打雷)和静电,很容易造成芯片的损坏。
 
    再就是设备接地方法不同,电网环境不同会导致双方的0V电平不一致,这样信号从A传到B,由于A设备的0V电平和B点的0V电平不一样,这样会导致很大的电流从电势高的设备流向电势低的设备。我们如何解决这个问题呢?
 
    这时就出现了Transformer(隔离变压器)这个器件。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连接网线的另外一端。这样不但使网线和PHY之间没有物理上的连接而换传递了信号,隔断了信号中的直流分量,还可以在不同0V电平的设备中传送数据。
 
    隔离变压器本身就是设计为耐2KV~3KV的电压的。也起到了防雷感应(我个人认为这里用防雷击不合适)保护的作用。有些朋友的网络设备在雷雨天气时容易被烧坏,大都是PCB设计不合理造成的,而且大都烧毁了设备的接口,很少有芯片被烧毁的,就是隔离变压器起到了保护作用。
6.关于传输介质
    隔离变压器本身是个被动元件,只是把PHY的信号耦合了到网线上,并没有起到功率放大的作用。那么一张网卡信号的传输的最长距离是谁决定的呢?
 
    一张网卡的传输最大距离和与对端设备连接的兼容性主要是PHY决定的。但是可以将信号送的超过100米的PHY其输出的功率也比较大,更容易产生EMI的问题。这时候就需要合适的Transformer与之配合。作PHY的老大公司Marvell的PHY,常常可以传送180~200米的距离,远远超过IEEE的100米的标准。
 
    RJ-45的接头实现了网卡和网线的连接。它里面有8个铜片可以和网线中的4对双绞(8根)线对应连接。其中100M的网络中1、2是传送数据的,3、6是接收数据的。1、2之间是一对差分信号,也就是说它们的波形一样,但是相位相差180度,同一时刻的电压幅度互为正负。这样的信号可以传递的更远,抗干扰能力强。同样的,3、6也一样是差分信号。
 
    网线中的8根线,每两根扭在一起成为一对。我们制作网线的时候,一定要注意要让1、2在其中的一对,3、6在一对。否则长距离情况下使用这根网线的时候会导致无法连接或连接很不稳定。
 
    现在新的PHY支持AUTO MDI-X功能(也需要Transformer支持)。它可以实现RJ-45接口的1、2上的传送信号线和3、6上的接收信号线的功能自动互相交换。有的PHY甚至支持一对线中的正信号和负信号的功能自动交换。这样我们就不必为了到底连接某个设备需要使用直通网线还是交叉网线而费心了。这项技术已经被广泛的应用在交换机和SOHO路由器上。
 
    在1000Basd-T网络中,其中最普遍的一种传输方式是使用网线中所有的4对双绞线,其中增加了4、5和7、8来共同传送接收数据。由于1000Based-T网络的规范包含了AUTO MDI-X功能,因此不能严格确定它们的传出或接收的关系,要看双方的具体的协商结果。
 
7.PHY和MAC之间如何进行沟通

    下面继续让我们来关心一下PHY和MAC之间是如何传送数据和相互沟通的。通过IEEE定义的标准的MII/GigaMII(Media Independed Interfade,介质独立界面)界面连接MAC和PHY。这个界面是IEEE定义的。MII界面传递了网络的所有数据和数据的控制。
 
    而MAC对PHY的工作状态的确定和对PHY的控制则是使用SMI(Serial Management Interface)界面通过读写PHY的寄存器来完成的。PHY里面的部分寄存器也是IEEE定义的,这样PHY把自己的目前的状态反映到寄存器里面,MAC通过SMI总线不断的读取PHY的状态寄存器以得知目前PHY的状态,例如连接速度,双工的能力等。当然也可以通过SMI设置PHY的寄存器达到控制的目的,例如流控的打开关闭,自协商模式还是强制模式等。
 
    我们看到了,不论是物理连接的MII界面和SMI总线还是PHY的状态寄存器和控制寄存器都是有IEEE的规范的,因此不同公司的MAC和PHY一样可以协调工作。当然为了配合不同公司的PHY的自己特有的一些功能,驱动需要做相应的修改。
 
    一片网卡主要功能的实现就基本上是上面这些器件了。
 
    其他的,还有一颗EEPROM芯片,通常是一颗93C46。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。
 
    很多网卡上还有BOOTROM这个东西。它是用于无盘工作站引导操作系统的。既然无盘,一些引导用必需用到的程序和协议栈就放到里面了,例如RPL、PXE等。实际上它就是一个标准的PCI ROM。所以才会有一些硬盘写保护卡可以通过烧写网卡的BootRom来实现。其实PCI设备的ROM是可以放到主板BIOS里面的。启动电脑的时候一样可以检测到这个ROM并且正确识别它是什么设备的。AGP在配置上和PCI很多地方一样,所以很多显卡的BIOS也可以放到主板BIOS里面。这就是为什么板载的网卡我们从来没有看到过BOOTROM的原因。
 
8.网卡的供电

    最后就是电源部分了。大多数网卡现在都使用3.3V或更低的电压。有的是双电压的。因此需要电源转换电路。
    而且网卡为了实现Wake on line功能,必须保证全部的PHY和MAC的极少一部分始终处于有电的状态,这需要把主板上的5V Standby电压转换为PHY工作电压的电路。在主机开机后,PHY的工作电压应该被从5V转出来的电压替代以节省5V Standby的消耗。(许多劣质网卡没有这么做)。
    有Wake on line功能的网卡一般还有一个WOL的接口。那是因为PCI2.1以前没有PCI设备唤醒主机的功能,所以需要着一根线通过主板上的WOL的接口连到南桥里面以实现WOL的功能。
    新的主板合网卡一般支持PCI2.2/2.3,扩展了PME#信号功能,不需要那个接口而通过PCI总线就可以实现唤醒功能。
 
结语
    一块以太网卡就是这些部分组成。它们紧密地配合并且相互协调,供给我们一个稳定而告诉的网络接入。网络的普及不但极大地增加了工作效率,而且使我们可以自由的驰骋在Internet的海洋中!
注解
    网线上的到底是模拟信号还是数字信号呢?
    答案是模拟信号。因为它传出和接收是采用的模拟的技术。虽然它传送的信息是数字的,并不是传送的信息是数字的,信号就可以叫做数字信号。
    简单的例子:我们知道电话是模拟信号,但是当我们拨号上网的时候,电话线里传送的是数字信息,但信号本身依旧是模拟的。然而ADSL同样是通过电话线传送的,却是数字信号。这取决于它传出和接受采用的技术。

概要

这些 Internet 服务的每一种都可以从多个目录进行发布。 通过给目录指定一个 UNC(统一命名约定)名称、一个用来验证访问权的用户名和密码,各目录可以位于一个本地驱动器上,也可以分布在网络上。 虚拟服务器可以有一个主目录和任意数目的其他发布目录。 这些其他发布目录叫做虚拟目录。

为简化客户机 URL 地址,这些服务将整个发布目录集作为单个目录树展示给客户机。 主目录是此虚拟目录树的根,各虚拟目录的位置就好像此虚拟目录是主目录的一个子目录一样。 客户机也可以访问到虚拟目录实际的子目录。 只有 WWW 服务支持虚拟服务器;所以,FTP 和 gopher 服务只可以有一个主目录。

当在 Internet Service Manager 中定义一个虚拟目录时,就会有一个别名与之关联。 此别名是客户机在访问虚拟目录中的信息时要用到的子目录名。 如果管理员未给虚拟目录指定别名,则 Internet Service Manager 会自动生成一个别名。

例如,管理员可以像下面这样为 WWW 服务定义两个虚拟目录:

 C:\Wwwroot D:\Webdata Alias = data


在 IIS 2.0 和 3.0 中创建虚拟目录

您可以为服务创建数目几乎不限的虚拟目录,但如果创建太多的虚拟目录,性能可能就会有所下降。

  1. 在 Internet Service Manager 中,双击您要为之添加虚拟目录的服务以显示其属性表。
  2. 单击“目录”选项卡。
  3. 单击“添加”。
  4. 单击“浏览”从“目录”框中选择一个目录。
  5. 单击“虚拟目录”,然后在“别名”框中键入虚拟目录的名称。
  6. 设置“访问”权限。
  7. 单击“确定”。
  8. 单击“应用”,然后单击“确定”。

备注: 虚拟目录将不会在目录列表(在 WWW 服务中也叫“目录浏览”)中出现。 要访问一个虚拟目录,用户必须知道该虚拟目录的别名,并在浏览器中键入其 URL。

对于 WWW 服务,您也可以在 HTML 页面中创建链接。 对于 gopher 服务,您可以在标记文件中创建显式链接以便用户可以访问虚拟目录。 对于 FTP 服务,您可以使用目录批注来列出虚拟目录。

要浏览虚拟目录,必须指定虚拟目录的 URL。 您可以通过单击包含此 URL 的超文本链接或在浏览器中键入此 URL 来做到这一点。

在 Internet Information Server 联机文档和 Microsoft Windows NT Server Resource Kit 中可以查看到其他有关信息。

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在 IIS 4.0 和 5.0 中创建虚拟目录

有关在 IIS 版本 4.0 和 5.0 中创建虚拟目录的信息,请访问下面的 Microsoft Web 站点:

http://windows.microsoft.com/windows2000/en/server/iis/htm/core/iicodirv.htm

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这篇文章中的信息适用于:

  • Microsoft Internet Information Server 2.0, 3.0, 4.0
  • Microsoft Internet Information Services 5.0

 

多路复用技术就是把许多信号在单一的传输线路和用单一的传输设备来进行传输的技术。

无论是广域网还是局域网,都存在这样一个事实,即传输介质带宽大于传输单一信号所需的带宽。为了有效地利用传输系统,通常采用多路复用技术以同时携带多路信号来高效率地使用传输介质。

多路复用主要有两种: 频分多路复用FDM和时分多路复用TDM。

FDM是基于这样的前提,即传输介质的可用带宽必须超过各路给定信号所需带宽的总和。如果将这几路信号中的每路信号都以不同的载波频率进行调制,而且各路载波频率之间留有一定的间隔,以使各路信号带宽不相互重叠,那么这些信号就可同时在介质上传输。

FDM的一般情况如图1-13所示。

TDM是基于这样的前提:传输介质能达到的位传输率应超过各路传输数字数据所需的数据传输率的总和。如果每个信号按时间先后轮流交替地使用单一信道,那么,多个数字信号的传输便可在宏观上同时进行。对单一信道的交替使用可以按位、字节或块等为单位来进行。在图1-14中,多路复用器有6路输入,设每路输入为9600b/s,具有57.6kb/s的传输带宽的介质便可以传输这6路信号。具体的实现方法是:规定传送一个数据单元所需要的时间为一个时间片,每个输入一次传送一个数据单元,6个时间片便可将6个输入轮流输入一次。

 

一个通信系统至少由三部分组成:发送器,传输介质和接收器。发送器产生信号,经过传输介质传给接收器。根据信号传输的方向和时间关系,可以分为三种通信操作方式:

1.单工通信

发送器和接收器之间只有一个信道,且传输的方向只能由发送器到接收器。

2.半双工

传输的方向可以“双向”,但要“分时”,一般用于无足够带宽时所需的双向通信。

3.全双工通信

两个设备之间有两个信道,可“同时”并“双向” 进行通信。

 

数据通信系统的基本任务是高效率无差错地传送数据,但在任何一种通信线路上都不可避免地存在一定程度的噪声。信道噪声所造成的后果是使得接收端接收到的数据和发送端所发送的数据不一致,即造成传输差错。循环冗余校验码(CRC码)是普遍采用的一种差错检验方法。

16位的CRC校验码的检错原理如下:

首先把待发送的二进制数据(设为n位)看作多项式

p(x)=anxn+an-1 xn-1 ++a1x+a0

若发送数据的第i位为1,则ai1,否则ai取值为0

然后用一个预先取定的多项式qx=x16+x12+x5+1作为除式,p(x)乘以qx)的最高次幂x16 anxn+16+an-1 xn+15 ++a1x17+a0 x16)作为被除式,得到商m (x)和余式n(x),将余式转换为16位二进制数,附在待发送数据后作为CRC码,与原数据一起发送。(如图1-18所示)

当接收方收到n+16位数据后,生成对应的多项式,并除以相同的q(x)。如果余数为0,则表示没有差错,否则,发回差错信息给发送方,要求重传。

 

它是由若干网络节点按照任意拓扑结构互连而成,数据的传输是从源节点发出,经过中间节点的交换(转发),最终到达终点。电话网就是这种方式的应用。图1-20示意了一个交换网络的拓扑结构:

按照实际的传输技术,交换网通常使用三种交换技术:电路交换、报文交换和分组交换。

1. 电路交换

在电路交换(Circuit Switching)中,通过网络节点在两个工作站之间建立一条专用的通信线路(面向连接服务)。最典型的例子是电话交换系统。采用电路交换方式进行通信时,两个工作站之间应具有实际的物理连接。这种连接是由节点间的各段电路组成,每一段电路都为此连接提供一条通道。电路交换方式的通信过程分为如下三个阶段。

(1) 电路建设阶段

开始传送数据之前,必须建立端—-(—-)的电路。首先,源站点和目的站点建立连接的请求发送给一个交换节点,交换节点在通向目的站的路由选择表中找出下一条路由,并为该条电路分配一个未用信道;然后,把连接请求传送到下一个节点。这样通过各个中间交换节点的分段连接,使源站和目的站之间建立起一条实际的物理连接。

(2) 数据传送阶段

一旦电路连接建立起来后,就可以通过这条专用的电路来传输数据。数据可以是数字的(如来自终端或主机),也可以是模拟的(如声音)。传输的信号形式可以采用数字信号,也可以采用模拟信号。这种连接通常是全双工方式,数据可以双向传输。

(3) 电路拆除阶段

当数据传输结束后,应拆除连接,以释放该连接所占用的专用资源。两个工作站中的任一个工作站都可以发出拆除连接的请求。

由于在数据传输开始之前必须建立连接通路,因此通路中的每对节点之间的信道容量必须是可用的,每个节点必须具有处理连接操作的内部交换能力,能够分配信道和选择网络路由。

信道容量在连接期间是专用的,即使没有数据传送,别人也不能使用,所以电路交换的效率可能是很低的。对于传输声音信号的连接,利用率要高一些,但仍然达不到100%。对于计算机之间的连接,在连接的大部分时间内,信道容量可能是空闲的。就网络性能而论,在电路建立阶段有一个延迟,而在数据传输阶段除了电路的传播延时之外,不再有其他的延迟,因此实时传输性能比较好。

2.报文交换

报文交换(Message Switching)是网络通信的另一种完全不同的方法。在这种交换方式中,两个工作站之间无须建立专用的通路(面向无有连接服务)。如果一个站想要发送报文(信息的逻辑单位),就把目的地址添加在报文中一起发送出去。该报文将在网络上从一个节点被传送到另一个节点。在每个节点中,要接收整个报文并进行暂时存储,然后经过路由选择再发送到下一个节点。这种方式也称为存储-转发报文方式。

报文交换方式较之电路交换方式具有如下优点:

①电路利用率高。因为一个节点到节点的信道可为多个报文共享。这样,对相同的流量要求,所需的总传输容量要小些。

②接收者和发送者无需同时工作,当接收者处于“忙”时,网络节点可以先将报文暂时存储起来。

③当流量加大时,在电路交换网络中可能导致一些呼叫被阻塞;而在报文交换网络中,报文仍然可以接收,但延时会增加。

④报文交换系统可同时向多个目的站发送同一报文。这种功能在电路交换方式中是难以实现的。

⑤可以建立报文传输的优先级。

⑥能够在网络上实现报文的差错控制和纠错处理。

⑦报文交换网络可以进行传输速率和代码格式的转换,使两个传输速率不同且代码格式相异的工作站可相互连接。

⑧发送给未工作的终端的报文可以被截取,或者存储下来,或者转发给其他终端。报文交换方式的主要缺点是不适于实时通信或交互式通信,网络的延时比较长,波动范围比较大。所以,它不能用来传输声音信号,也不适用于交互式通信。报文交互方式主要用在广域网中。

3.分组交换

分组交换(PacketSwitching)实际上是对较长的报文交换进行分组(Packet),限制所传输的数据单位的长度,一个分组的长度限制范围为1千到数千比特。而报文交换网络中的报文长度则要长得多。从通信节点的情况来看(存储-转发),较小的传输单元有利于降低存储容量,提高转换速度。因为通信节点在收到一个分组后,即刻转发(无需全部分组到达),而不像报文交换,要等待整个报文接收完毕才能转发。三种方式的比较如图1-21所示。

在交换网中,通常采用数据报和虚电路两种方式来管理这些分组流。

(1)数据报

在数据报(Datagram)方式中,每个分组独立地进行处理,如同报文交换网络中每个报文独立地处理那样。但是,由于网络的中间交换节点对每个分组可能选择不同的路由,因而到达目的地时,这些分组可能不是按发送的顺序到达,因此除在分组数据上要附加源和目的地址及CRC校验码外,还要增加序号信息,以利于目的站把它们按顺序重新排列。在这种技术中,独立处理的每个分组称为“数据报”。

(2)虚电路

在虚电路(Virtual Circuit)方式中,在发送任何分组之前,需要先建立一条“逻辑”连接。即在源站和目的站之间的各个节点上事先选定一条网络路由;然后,两站便可以在这条逻辑连接上,(即虚电路上)交换数据。它之所以是“虚”的,是因为这条电路不是专用的,每个节点到其他节点之间可能同时有若干条虚电路通过,也可能同时与多个节点之间具有虚电路。每条虚电路支持特定的两个端系统之间的数据传输,两个端系统之间也可以有多条虚电路为不同的进程服务,这些虚电路的实际路由可能相同,也可能不同。

假设有两条虚电路经过节点A。当一个数据分组到达时,节点A如何知道该分组是属于哪条虚电路呢?它又怎样把数据发送到下一正确的节点呢?

首先,一个端系统每次在建立虚电路时,选择一个没用过的虚电路号分配给该虚电路,以便区别于本系统中的其它虚电路。在传送数据时,每个数据分组不仅要有分组号、检验和控制信息,还要有他要通过的虚电路的号码,以区别于其他虚电路上的分组。在每个节点上都维持一张虚电路表,它的每一项记录了一个打开的虚电路的信息,包括虚电路号,前一节点和下一节点的标识。这是因为数据的传输是双向的。这些信息是在虚电路的建立过程中确定的。

1-23表明了6条虚电路被建立时每个节点所记录的虚电路信息。

有一点要注意,由于一个虚电路上的数据是双向传送的,为保证两个节点之间正反两个方向的两个虚电路也不相混淆,在一个节点选取虚电路号来替换前一节点使用的虚电路号时,不仅要考虑与下一节点之间的虚电路号不相同,还要考虑与下一节点在另一条虚电路上作为上一节点时所选取的虚电路号相区别。例如,在建立虚电路1-BAE时,在节点B中,尽管节点A是第一次作为B的下一节点,但由于在虚电路0-ABCDA-B间已经使用了虚电路号。因此,在出路一栏应选B-A间的虚电路号为1。这样,当从节点A发来一个分组时,如果它所携带的虚电路号是0,则说明是虚电路ABCD上的正向分组;若为1,则说明是虚电路BAE上的反向分组。对于虚电路2-AEFD的建立也是同样情况。

 

.概述

1)基带同轴电缆

同轴电缆以硬铜线为芯,外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕,网外又覆盖一层保护性材料。有两种广泛使用的同轴电缆:一种是50欧姆电缆(细缆),用于数字传输,由于多用于基带传输,也叫基带同轴电缆;另一种是75欧姆电缆(粗缆),用于模拟传输,即宽带同轴电缆。

目前,同轴电缆大量被光纤取代,但仍广泛应用于有线电视和某些局域网。

2)宽带同轴电缆

使用有限电视电缆进行模拟信号传输的同轴电缆系统被称为宽带同轴电缆。“宽带”这个词来源于电话业,指比4kHz宽的频带。然而在计算机网络中,宽带电缆却指任何使用模拟信号进行传输的电缆网。

同轴电缆一般安装在设备与设备之间。在每一个用户位置上都装有一个连接器,用户提供接口。其结构如图1-26所示。

2.布线结构

在计算机网络布线系统中,对同轴电缆的粗缆和细缆有三种不同的构造方式,即细缆结构、粗缆结构和粗/细缆混合结构。

 

1硬件配置

<1> 网络接口适配器:网络中每个节点需要一块提供BNC接口的以太网卡。

<2> 细缆Ethernet上的每个节点通过T形连接器与网络进行连接,它水平方向的个插头用于连接两段细缆,与之垂直的插口与网络接口适配器上的BNC连接器相连。

<3> 电缆系统:用于连接细缆以太网的电缆系统包括:

·BNC连接器插头:安装在细缆段的两端。

·BNC桶形连接器:用于连接两段细缆。

·BNC 50欧姆的终端匹配器安装在干线段的两端,用于防止子信号的反射。干线段电缆两端的终端匹配器必须有一个接地。

<4> 中继器。对于使用细缆的以太网,每个干线段的长度不能超过180,可以用中继器连接2个干线段,以扩充主干电缆的长度。每个以太网中最多可以使用4个中继器,连接5个干线段电缆。

2)技术参数

·最大的干线段长度:180米。

·最大网络干线电缆长度:925米。

·每条干线段支持的最大节点数:30

N face=??ì?,SimSun size=3>型连接器之间的最小距离:0.5米。