网卡的功能、构造与分类 | 什么是网卡？（网卡是什么?）

随着人工智能、大数据、分布式储存和云服务等发展趋势日渐明朗，都要求更低的延迟来支持部署在网络边缘的实时应用程序和服务在百行百业的数字化转型以及应对5G和IoT等服务需求，为数据中心带来了爆发式增长，同时给服务器基础设施计算节点的CPU带来了巨大的压力。

在以CPU为中心的Onload模式向以数据为中心的Offload模式的转变中，服务器网卡扮演着不可或缺的角色近年来，行业也一直不断地推出新的网卡，满足于数据中心等场景中计算领域的最新发展趋势：接口高速化、能力并行化、资源虚拟化。

由于其应用广泛，市场上出现了各种类型的网络接口卡，如千兆网卡和万兆网卡，PCI-X和PCIe网卡等在这篇文章中，我们从网卡的定义、功能、常见组成部分以及网卡种类来全面介绍网卡

什么是网卡？网卡全称为网络适配器（Network Interface Card， NIC），也被称为网络接口控制器网卡是工作在第二层链路层的一个网络组件，通常是安装在计算机上用于连接网络的电路板，可为计算机提供专用网络连接。

网卡虽然仅作为计算机网络连接的一个小组件，但发挥着不可缺少的作用网卡就像一个转换器，将数据转换为数字信号，通过使用电缆线或服务器网络上的无线路由器进行通信网卡作为TCP/IP层的接口，可以在物理层传输信号，网络层传递数据包。

无论位于哪一层，它都充当计算机/服务器和数据网络之间的中间媒介当用户请求一个web页面时，局域网卡从用户设备获取数据，并将它们发送到网络服务器上，然后接收所需的数据展示给用户网卡的组成部件传统上，网络适配器主要由一个控制器、一个boot ROM插槽、一/多个网卡端口、一个主板接口、LED指示灯、一个支架和一些其他电子元件组成。

每个组件都有其独特的功能：控制器：控制器作为网卡的核心部分，直接决定了网卡的性能控制器就像一个小型CPU，用于处理接收的数据Boot ROM 插槽：此插槽允许启用Boot ROM 功能Boot ROM允许无盘工作站连接到网络，从而提高安全性并降低硬件成本。

网卡端口：通常情况下，该端口直接与以太网线或光模块连接，产生和接收网线或光纤跳线上的信号总线接口：该接口位于电路板的侧面，俗称“金手指”的总线接口插在计算机主板的扩展槽中，用于网卡与计算机或服务器之间的连接。

LED指示灯：指示灯用于帮助用户识别网卡的工作状态，网络是否连接，是否有数据传输例如，Link/Act表示连接活动状态，Full表示是否全双工，而Power是电源指示支架：PCI网卡市场上有两种支架，一个是高120mm的全高支架，另一个是高79.2mm的半高支架。

该支架可以帮助用户将网卡固定在计算机或服务器的扩展槽中

网卡的种类根据总线接口、传输速度、应用领域等不同，网卡可分为以下几个不同的类型基于协议的分类根据传输协议的不同的，网卡可分为三种，一是以太网卡，二是FC网卡，三是IB网卡以太网网卡（Ethernet Adapter）。

：使用IP协议为传输协议，一般通过光纤线缆或双绞线与以太网交换机连接光口通过光纤线缆来进行数据传输，搭配的模块接口一般为SFP、QSFP等，对应的光纤接口为LC、SC、MPO等电口常用的接口类型为RJ45，一般与双绞线连接，也有少量与同轴电缆连接的接口。

FC网卡：学名Fibre Channel使用光纤通道协议为传输协议，主要通过光纤线缆与光纤通道交换机连接接口类型分为光口和电口光口的传输方式和搭配模块与以太网卡类似，但对应的接口仅为SC和LC电口的接口类型一般为DB9针或HSSDC。

IB网卡：Infiniband大量用于FC/IP SAN、NAS和服务器之间的连接，作为iSCSI RDMA的存储协议InfiniBand网卡可提供超低延迟、超高吞吐量和创新的网络计算引擎，为当今的现代工作负载提供所需的加速能力、可扩展性和功能丰富的技术。

基于传输速度的分类基于不同的速度，网卡有10/100Mbps自适应，1000Mbps千兆网卡、10G、25G、100G甚至更高速度的网卡10Mbps/100Mbps自适应卡：10Mbps和100Mbps带宽自适应网卡是目前比较流行的网卡类型。

它能够自动适应两种不同带宽的网络需求可与旧的10Mbps网络设备连接，也可应用于较新的100Mbps网络设备的连接，因此得到了用户的广泛认可1000Mbps网卡：此类卡可为快速以太网提供更高的带宽千兆以太网是一种高速局域网技术，可以通过铜线提供 1Gbps 带宽。

对应的网卡是千兆网卡，这种网卡的带宽也可以达到1Gbps千兆网卡的网络接口也主要有两种，一种是普通的双绞线RJ45接口，另一种是千兆SFP/GBIC光纤接口10G网卡：其主流为10G以太网卡，与千兆以太网卡一样，10G以太网卡也支持单模或多模光纤。

使用10G以太网卡可以让网络运营商更自由地选择数据中心的位置，并且可以同时支持80公里范围内的多个园区网络在数据中心，可以使用低成本的多模光纤作为交换机与交换机、交换机与服务器之间的10G网络的骨干25G网卡

：相较10G网卡而言，25G光纤网卡的更大带宽满足高性能计算集群的网络需求，在100G甚至更高速率的网络升级中，25G光纤网卡将是不可或缺的基础设施之一在数据中心从10G/40G 升级到 25G/100G（服务器的接口是25G, 交换机间互联的接口是100G）的过程中，越来越多的人支持 25GbE，包括谷歌、微软等大型云提供商对 25G 的绝对认可。

100G网卡：随着海量数据的传输需求越来越高，服务器通常都需要安装多个网卡来满足数据处理的高需求，正是因为这种特性，促使数据中心网络从10G慢慢向100G网卡升级，甚至更高速率的发展100G网卡具有高吞吐量、低延时的网络处理能力、辅助其CPU进行网络功能卸载的能力，可最大化地节约CPU算力同时降低其功耗。

基于总线接口类型分类ISA网卡：ISA总标准线于1981年发布，是一种兼容IBM标准的总线结构由于ISA总线接口的I/O速度较慢，随着1990年代初PCI总线技术的出现逐渐被淘汰，现在市场上已很少见PCI网卡

：PCI的英文全称为Peripheral Component Interconnect即外部设备互联总线，是于1993年推出的PC局部总线标准因为它的I/O速度比ISA总线型网卡快很多（ISA最高只有33MB/s，而目前的PCI 64位数据传输率是266MB/ s)，所以它逐渐取代了以前的 ISA 标准。

这种网卡最初是用于服务器上，后来在台式机上的使用相当普遍，也是目前的一种主流网卡接口类型如今大多数计算机都没有扩展卡，而是使用嵌入式网卡因此，PCI总线网卡已经被其他总线接口如PCI-X或USB接口所取代。

PCI-X网卡：PCI-X是一种增强的PCI总线技术与原来的PCI相比，I/O速度提高了一倍，数据传输速度也比PCI接口快PCI-X总线接口网卡一般有32位总线宽度，但也支持64位操作，最高可达1064MB/s。

多数情况下PCI- X的插槽与PCI网卡是向后兼容的PCIe网卡：PCIe卡是带有PCIe接口的网卡，在主板级连接中用作扩展端口具体来说，基于PCIe的扩展卡可插入主机、服务器和网络交换机等设备主板上的PCIe插槽。

现在大部分电脑主板都有对应PCIe卡的专用PCIe插槽一般来说，插槽的宽度会与网卡的宽度相同，甚至更宽结语不同应用场景需要不同类型的网卡，单一网卡难以满足复杂多样的加速场景随着市场热度以及技术能力的提升，未来的网卡市场也会迎来更多的可能性，比如最新的OCP NIC 3.0网卡。

因此，无论您是在寻找家用PC网卡，还是用于企业、数据中心的服务器网卡，在购买网卡之前，都需要清楚地了解网卡相关的基本知识