Linux中網(wǎng)卡的工作原理

　　Linux操作系統(tǒng)以其獨有的開放性、穩(wěn)定性、高效率等特點，受到越來越多有識之士的青睞。隨著IT產(chǎn)業(yè)巨頭紛紛宣布對Linux的支持，Linux正在迅速擴展其應(yīng)用市場，特別是服務(wù)器市場。在標(biāo)準(zhǔn)上，Linux與POSIX1003.1兼容，但它具有比以住的UNIX系統(tǒng)更合理的內(nèi)核結(jié)構(gòu)。由于它的開放性，各種被人們廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都在該系統(tǒng)中得到了實現(xiàn)。目前人們所使用的Linux系統(tǒng)一般是指由Linux核心、外殼(SHELL)及外圍應(yīng)用軟件構(gòu)成的發(fā)行版本。Linux發(fā)行版本是不同的公司或組織將Linux核心、外殼、安裝工具、應(yīng)用軟件有效捆綁起來的結(jié)果，所以種類繁多，各有各的優(yōu)缺點。但就其總體而言，這些發(fā)行版本具有對盡可能多的網(wǎng)卡的支持。本文僅就RedHat這個特定發(fā)行版本下的網(wǎng)卡的選擇、安裝、配置進行討論，希望對于其他發(fā)行版本的同樣問題有點借鑒作用。

　　就象UNIX，Linux支持的網(wǎng)卡主要是以太網(wǎng)卡。如3COM、ACCTON、AT&T、IBM、CRYSTAL、D-LINK等眾多品牌的以太網(wǎng)卡只要安裝配置正確，都可以得到你所期望的效果。

　　Linux中網(wǎng)卡的工作原理

　　為了將這個問題說明的更清楚一些，不妨先簡要地剖析一下Linux是如何讓網(wǎng)卡工作的。一般來說，Linux核心已經(jīng)實現(xiàn)了OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層及更上層部分。網(wǎng)絡(luò)層的實現(xiàn)依賴于數(shù)據(jù)鏈路層的有效工作。網(wǎng)卡的驅(qū)動程序就是數(shù)據(jù)鏈路層與物理層的接口。通過調(diào)用驅(qū)動程序的發(fā)送例程向物理端口發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)用驅(qū)動程序的接收例程從物理端口接收數(shù)據(jù)。

　　1.網(wǎng)卡驅(qū)動程序

　　簡單地說，要將你手中的網(wǎng)卡利用起來，你唯一要做的是得到這塊網(wǎng)卡的驅(qū)動程序。驅(qū)動程序提供了面向操作系統(tǒng)核心的接口和面向物理層的接口。

　　驅(qū)動程序的操作系統(tǒng)接口是一些用于發(fā)現(xiàn)網(wǎng)卡、檢測網(wǎng)卡參數(shù)以及發(fā)送接收數(shù)據(jù)的例程。當(dāng)驅(qū)動程序開始運作時，操作系統(tǒng)首先調(diào)用檢測例程以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中安裝的網(wǎng)卡。如果該網(wǎng)卡支持即插即用，那么檢測例程應(yīng)該可以自動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)卡的各種參數(shù);否則你就要在驅(qū)動程序運作前，設(shè)置好網(wǎng)卡的參數(shù)供驅(qū)動程序使用。當(dāng)核心要發(fā)送數(shù)據(jù)時，它調(diào)用驅(qū)動程序的發(fā)送例程。發(fā)送例程將數(shù)據(jù)寫入正確的空間，然后激活物理發(fā)送過程。

　　驅(qū)動程序面向物理層的接口是中斷處理例程。當(dāng)網(wǎng)卡接收到數(shù)據(jù)、發(fā)送過程結(jié)束，或者發(fā)現(xiàn)錯誤時，網(wǎng)卡產(chǎn)生一個中斷，然后核心調(diào)用該中斷的處理例程。中斷處理例程判斷中斷發(fā)生的原因，并進行響應(yīng)的處理。比如當(dāng)網(wǎng)卡接收到數(shù)據(jù)而發(fā)生中斷時，中斷處理例程調(diào)用接收例程進行接收。

　　2.驅(qū)動程序工作參數(shù)

　　驅(qū)動程序的工作參數(shù)因網(wǎng)卡性質(zhì)的不同而不同，大致括I/O端口號、中斷號、DMA通道、共享存儲區(qū)等。輸入輸出端口號又被稱為輸入輸出基地址，當(dāng)網(wǎng)卡工作于端口輸入輸出模式時被使用。端口輸入輸出模式需要CPU的全程干預(yù)，但所需硬件及存儲空間要求較低。CPU通過端口號指定的空間與網(wǎng)卡交換數(shù)據(jù)。中斷號是網(wǎng)卡的中斷序號，只要不與其它設(shè)備沖突即可。當(dāng)網(wǎng)卡使用DMA方式時，它要使用DMA通道批量傳輸數(shù)據(jù)而不需要CPU的干預(yù)。

　　對于一塊具體的網(wǎng)卡，如果網(wǎng)卡支持完全自動檢測，那么一個參數(shù)也不用指定，驅(qū)動程序的檢測例程會自動設(shè)定所需參數(shù)。一般情況，你需要人工設(shè)定這些參數(shù)的一部分。如果你的網(wǎng)卡使用端口輸入輸出模式，你要設(shè)定端口號和中斷號。如果你的網(wǎng)卡使用DMA模式，你要設(shè)定DMA通道和中斷號。如果你的網(wǎng)卡使用共享存儲區(qū)的模式，那你就得設(shè)定共享存儲區(qū)的地址范圍。

　　3.驅(qū)動程序的使用方式

　　有了網(wǎng)卡的驅(qū)動程序后，你可以選擇是把驅(qū)動程序加入到Linux核心之中還是把驅(qū)動程序加工成獨立模塊。Linux系統(tǒng)一個引人入勝的長處就是可以定制系統(tǒng)的核心。把需要頻繁調(diào)用的功能加入系統(tǒng)核心，可以大大提高系統(tǒng)的效率。在這種情況下系統(tǒng)啟動時，系統(tǒng)核心自動加載網(wǎng)卡的驅(qū)動程序。驅(qū)動程序的參數(shù)可以通過LILO命令參數(shù)加以指定。系統(tǒng)啟動后驅(qū)動程序永久駐留核心，不能用常規(guī)的方法將其卸載。至于定制的系統(tǒng)核心，是通過重新編譯得到的;如何