人工智能、大数据、分布式存储和云服务等趋势正在兴起，所有这些都需要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。该公司的数字化转型和对5G和物联网等服务需求的响应，为数据中心带来了爆炸性的增长，同时给服务器基础设施中计算节点的cpu带来了巨大的压力。服务器网卡在从以cpu为中心的Onload到以数据为中心的Offload的过渡中起着不可或缺的作用。近年来，业界不断推出新型网卡，以满足数据中心场景等计算领域的最新发展趋势：高速接口、能力并行化、资源虚拟化。由于应用广泛，目前市场上有千兆网卡、万兆网卡、PCI-X、PCIe网卡等多种类型的网卡。本文从网卡的定义、功能、常用部件、类型等方面对网卡进行了全面的介绍。

当前位置网络适配器称为网络接口卡(nic)，也称为网络接口控制器。网络适配器是工作在第二层链路层的网络组件。它通常是安装在计算机上的电路板，用于连接网络。它为计算机提供专用的网络连接。网卡虽然只是作为计算机网络连接的组成部分，但起着不可或缺的作用。网卡就像一个转换器，将数据转换成数字信号，通过电缆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，在物理层传输信号，在网络层传输报文。无论它位于哪一层，它都充当计算机/服务器和数据网络之间的中介。当用户请求一个网页时，LAN卡从用户的设备获取数据，将其发送到网络服务器，然后接收所需的数据显示给用户。

传统上，网络适配器包括一个控制器、一个引导ROM插槽、一个或多个NIC端口、一个主板端口、LED指示灯、一个支架和许多其他电子组件。每个组件都有自己独特的功能：

控制器：控制器作为网卡的核心部件，直接决定着网卡的性能。控制器就像一个小型CPU，处理它接收到的数据。

Boot ROM插槽：用于开启Boot ROM功能。引导ROM允许无磁盘工作站连接到网络，这提高了安全性并降低了硬件成本。

Nic接口：通常直接连接以太网线或光模块，用于产生和接收以太网线或光纤跳线发出的信号。

总线接口：接口位于电路板的侧面。总线接口俗称“金手指”，插在计算机主板的扩展槽中，用于连接网卡到计算机或服务器。

LED指示灯：用于检测网卡状态、网络连接状态、数据传输情况。如Link/Act表示连接的主用状态，Full表示是否为全双工，Power表示电源指示灯。

支架：PCI网卡市场上有两种类型的支架，一种是120mm高的全高支架，另一种是79.2mm高的半高支架。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插槽中。

全高支架的NVIDIA卡的俯视图

当前位置根据总线接口、传输速度和应用领域的不同，可以将网卡分为以下几种类型。

什么是网卡？

根据传输协议的不同，网卡分为Ethernet、FC和IB三种类型。

以太网适配器：以IP为传输协议，通过光纤或双绞线连接到以太网交换机。光口数据通过光纤传输。对应的模块接口为SFP和QSFP，对应的光纤接口为LC、SC和MPO。常见的电接口类型为RJ45，通常连接双绞线，还有少量同轴电缆连接器。

光纤通道网卡：技术名称为光纤通道。fc协议是一种通过光纤连接到光纤交换机的传输协议。接口类型包括光接口和电接口。光接口的传输模式和匹配模块与以太卡类似，但对应的接口为SC和LC。一般电接口类型为DB9或HSSDC。

IB网卡：Infiniband用于连接FC/IP SAN、NAS和服务器，作为iSCSI RDMA的存储协议。InfiniBand网卡提供超低延迟、超高吞吐量和创新的网络计算引擎，提供当今现代工作负载所需的加速、可伸缩性和功能丰富的技术。

根据速度不同，网卡有10/100Mbps自适应网卡、1000Mbps千兆网卡、10G、25G、100G甚至更高速度的网卡。

10Mbps/100Mbps自适应网卡：10Mbps和100Mbps带宽自适应网卡是比较流行的网卡。它可以自动适应两种不同带宽的网络要求。它被用户广泛接受，因为它可以用来连接较老的10Mbps网络设备或较新的100Mbps网络设备。

1000Mbps网卡：这种网卡为快速以太网提供更高的带宽。千兆以太网是一种通过铜线提供1Gbps带宽的高速局域网技术。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主要有两种，一种是常见的双绞线RJ45接口，另一种是千兆SFP/GBIC光纤接口。

10G网卡：主流是10G以太网卡。与千兆以太卡一样，10G以太卡也支持单模或多模光纤。使用10G以太网卡使网络运营商可以更自由地选择数据中心的位置，并可以支持80公里范围内的多个园区网络。在数据中心中，低成本的多模光纤可以作为交换机与交换机之间、交换机与服务器之间10G网络的骨干。

25gbit /s网卡：与10gbit /s网卡相比，25gbit /s网卡可提供更高的带宽，满足高性能计算集群的网络需求。因此，当网络速率达到100gbit /s及以上时，需要配置25gbit /s网卡进行升级。在数据中心从10gbit /s/40gbit /s升级到25gbit /s/100gbit /s(服务器接口为25gbit /s，交换机之间的互连接口为100gbit /s)的过程中，越来越多的人支持25gbit /s，包括谷歌、微软等大型云供应商对25gbit /s的绝对认可。

100G网卡：随着海量数据传输需求的不断增长，服务器通常需要安装多个网卡来满足数据处理的高要求。由于这一特性，数据中心网络的网卡逐渐从10G升级到100G，甚至更高。100G网卡提供高吞吐量、低延迟和网络处理能力，协助CPU卸载网络功能，降低CPU功耗和功耗。

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ISA卡：ISA Master Line于1981年发布，是一种与IBM标准兼容的总线架构。由于ISA总线接口的I/O速度较慢，在20世纪90年代初随着PCI总线技术的出现逐渐被淘汰，现在在市场上已经很少见了。

PCI卡：“Peripheral Component Interconnect”为PCI。外部设备互连总线，是1993年PC引入的本地总线标准。由于其I/O速度远快于ISA总线卡(最大ISA仅为33MB/s，而目前PCI 64位数据传输速率为266MB/s)，因此正在逐步取代之前的ISA标准。这种类型的网卡最初用于服务器，后来在台式机上变得相当普遍，现在是主流的网卡接口类型。现在大多数计算机都没有扩展卡，而是使用嵌入式网卡。因此，PCI总线网卡已被其他总线接口如PCI- x或USB所取代。

PCI- x网卡：PCI- x是一种增强的PCI总线技术。与原有PCI相比，I/O速度提高了一倍，数据传输速度比PCI接口更快。PCI-X总线接口卡通常具有32位总线宽度，但也支持高达1064MB/s的64位操作。在大多数情况下，PCI- x插槽向后兼容PCI网卡。

PCIe卡：PCIe卡是带有PCIe端口的网卡，在主板级联时用作级联端口。基于PCIe的扩展卡可以安装在主机、服务器、网络交换机等设备主板的PCIe插槽上。大多数计算机主板现在都有专用的PCIe插槽用于PCIe卡。一般来说，插槽的宽度将与网卡的宽度相同或更宽。

网卡的组成部件

不同应用场景对网卡类型的要求不同。单个网卡无法满足多种加速场景。随着市场热度和技术能力的提升，未来NIC市场将迎来更多的可能，比如最新的OCP NIC 3.0 NIC。因此，无论您是在寻找家庭PC网卡，还是企业或数据中心的服务器网卡，在购买之前都需要对网卡的基本知识有一个清晰的了解。