Linux中網卡的工作原理

　　Linux操作系統以其獨有的開放性、穩定性、高效率等特點，受到越來越多有識之士的青睞。隨著IT產業巨頭紛紛宣布對Linux的支持，Linux正在迅速擴展其應用市場，特別是服務器市場。在標準上，Linux與POSIX1003.1兼容，但它具有比以住的UNIX系統更合理的內核結構。由于它的開放性，各種被人們廣泛應用的網絡協議都在該系統中得到了實現。目前人們所使用的Linux系統一般是指由Linux核心、外殼(SHELL)及外圍應用軟件構成的發行版本。Linux發行版本是不同的公司或組織將Linux核心、外殼、安裝工具、應用軟件有效捆綁起來的結果，所以種類繁多，各有各的優缺點。但就其總體而言，這些發行版本具有對盡可能多的網卡的支持。本文僅就RedHat這個特定發行版本下的網卡的選擇、安裝、配置進行討論，希望對于其他發行版本的同樣問題有點借鑒作用。

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

　　Linux中網卡的工作原理

　　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是如何讓網卡工作的。一般來說，Linux核心已經實現了OSI參考模型的網絡層及更上層部分。網絡層的實現依賴于數據鏈路層的有效工作。網卡的驅動程序就是數據鏈路層與物理層的接口。通過調用驅動程序的發送例程向物理端口發送數據，調用驅動程序的接收例程從物理端口接收數據。

　　1.網卡驅動程序

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

　　驅動程序的操作系統接口是一些用于發現網卡、檢測網卡參數以及發送接收數據的例程。當驅動程序開始運作時，操作系統首先調用檢測例程以發現系統中安裝的網卡。如果該網卡支持即插即用，那么檢測例程應該可以自動發現網卡的各種參數;否則你就要在驅動程序運作前，設置好網卡的參數供驅動程序使用。當核心要發送數據時，它調用驅動程序的發送例程。發送例程將數據寫入正確的空間，然后激活物理發送過程。

　　驅動程序面向物理層的接口是中斷處理例程。當網卡接收到數據、發送過程結束，或者發現錯誤時，網卡產生一個中斷，然后核心調用該中斷的處理例程。中斷處理例程判斷中斷發生的原因，并進行響應的處理。比如當網卡接收到數據而發生中斷時，中斷處理例程調用接收例程進行接收。

　　2.驅動程序工作參數

　　驅動程序的工作參數因網卡性質的不同而不同，大致括I/O端口號、中斷號、DMA通道、共享存儲區等。輸入輸出端口號又被稱為輸入輸出基地址，當網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，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卡交換數據。中斷號是網卡的中斷序號，只要不與其它設備沖突即可。當網卡使用DMA方式時，它要使用DMA通道批量傳輸數據而不需要CPU的干預。

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

　　3.驅動程序的使用方式

　　有了網卡的驅動程序后，你可以選擇是把驅動程序加入到Linux核心之中還是把驅動程序加工成獨立模塊。Linux系統一個引人入勝的長處就是可以定制系統的核心。把需要頻繁調用的功能加入系統核心，可以大大提高系統的效率。在這種情況下系統啟動時，系統核心自動加載網卡的驅動程序。驅動程序的參數可以通過LILO命令參數加以指定。系統啟動后驅動程序永久駐留核心，不能用常規的方法將其卸載。至于定制的系統核心，是通過重新編譯得到的;如何