一、
**网卡定义与功能
网卡,全称为网络接口卡(Network Interface Card, NIC),是计算机与局域网之间连接的关键设备,它不仅负责物理上的连接,还负责数据帧的发送和接收、数据的编码和解码等任务,每块网卡都有一个唯一的MAC地址,用于在网络中标识设备。
**服务器对网卡的需求
相较于普通PC,服务器需要长时间稳定运行,处理大量数据,服务器对网卡的要求更高,包括数据传输速度快、CPU占用率低以及高安全性等特点。
二、网卡的主要功能
**数据封装与解封
发送数据:在发送数据时,网卡将上层协议的数据加上首部和尾部,形成数据帧。
接收数据:在接收数据时,网卡剥去首部和尾部,还原为原始数据。
**数据编码与译码
网卡负责将数据转换为适合传输的电信号或光信号,并在接收端将其转换回数字信号。
**链路管理
网卡实现CSMA/CD(载波监听多路访问/碰撞检测)等链路管理功能,确保数据的可靠传输。
三、网卡的分类
**按速率分类
10Mbps网卡:适用于小型网络环境。
100Mbps网卡:目前较为常见,适用于大多数企业级应用。
1000Mbps网卡:即千兆网卡,适用于大数据流量的网络环境。
**按接口类型分类
PCI总线网卡:早期常见的接口类型,已逐渐被更高速的接口取代。
PCI-X总线网卡:提供更高的I/O速度,但因受到PCI-E总线的竞争,市场较少见。
PCI-E总线网卡:当前主流的接口类型,支持热插拔,具有更高的带宽。
**按用途分类
NIC(Network Interface Card):以太网卡,支持TCP/IP协议,应用于以太网络中。
CNA(Converged Network Adapter):融合网卡,同时支持FCoE功能。
HBA(Host Bus Adapter):FC网卡,连接存储或光纤交换机。
HCA(Host Channel Adapter):Infiniband网卡,用于高性能计算项目中。
四、网卡的接口
**电口
即RJ45接口,用于连接网线,是最常见的接口类型。
**光口
用于连接光模块,根据接口封装形式可分为SFP+、SFP28、QSFP+等:
SFP+:支持GE/10GE速率。
SFP28:支持GE/10GE/25GE速率。
QSFP+:支持40GE/100GE速率。
五、服务器网卡的特点
**数据传输速度快
服务器网卡通常支持10Gbps、25Gbps、40Gbps甚至100Gbps的速率,以满足大数据流量的需求。
**CPU占用率低
服务器网卡自带控制芯片,可以处理一些原本由CPU完成的任务,从而降低CPU的占用率。
**安全性能高
服务器网卡具备容错功能,如Intel的AFT(网卡出错冗余)、ALB(网卡负载均衡)等技术,确保高可靠性和安全性。
六、服务器网卡的发展趋势
**Team技术的应用
通过将多块网卡绑定在一起,提高网络吞吐量和冗余性,避免单点故障,证券行业广泛采用Team技术来保障业务的高可用性。
**智能网卡的发展
随着DPU(Data Processing Unit)技术的发展,智能网卡逐渐兴起,它们不仅能处理传统的网络任务,还能卸载部分数据处理任务,进一步降低服务器CPU的负担。
七、主流网卡厂商
**Intel
以太网卡领域的重要厂商,基于DPDK构建生态,持续在网卡领域发力。
**Broadcom
通过收购Emulex和CA科技的以太业务,整合资源,发力云场景。
**Cavium
聚焦FC HBA业务,专注于存储HBA场景。
**Mellanox
业界Infiniband唯一厂商,应用于高性能计算项目,同时也提供以太解决方案。
八、上文归纳
服务器网卡作为服务器与网络连接的核心部件,其性能直接影响到服务器的整体表现,选择适合的服务器网卡,不仅可以提高数据传输速度,还能降低CPU占用率,增强系统的安全性和稳定性,随着技术的发展,智能网卡和Team技术的应用将进一步推动服务器网卡的进步,满足日益增长的网络需求。
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