作者：蓬岸 Dr.Quest
知乎文章编号：718081831
创建于：2024-09-03 9:45:54
修改于：2024-09-04 6:44:37
如果我们回顾90年代和2000年代的PC硬件市场，我们会发现“NE2000兼容网卡”几乎是与“SoundBlaster”兼容声卡一样普遍的概念：无论是硬件还是软件，几乎所有领域的文档里都能找到“NE2000兼容网卡”的身影，几乎成为PC以太网卡的“事实标准”。
NE2000的推出是作为80年代末Novell的PC服务器战略的一部分，即以PC硬件、NE系列网卡、NetWare网络操作系统系统搭配组成廉价的网络服务器方案，1987年推出的NE1000针对XT级别的PC，使用8-bit ISA插槽，而1988年的NE2000则主要针对286和更新的PC，使用16-bit插槽。NE系列网卡的性能并不是当时市场最好的，但比大多数产品便宜，由于单块网卡的成本差距会随着网络的规模越大而越发明显，Novell以平价网卡推广其网络软件的策略在当时取得了巨大成功，Netware直到90年代中期一直是PC局域网的事实标准。
但Novell开发NE系列网卡的目标始终是为NetWare软件产品的销售铺路，而非销售硬件本身。和NE2000的巨大影响力不匹配的是，“原厂”NE系列网卡相当罕见，其数量远少于同样有名的SoundBlaster声卡。90年代上半叶，智邦（Accton）、D-Link等台湾厂商推出了诸多型号的廉价NE2000兼容网卡，其中相当一部分都取得了Novell的红标认证。加上高端网卡市场3Com、Intel的竞争，这进一步削减了人们购买原厂NE2000的动力。1997年，Microdyne Corp.不再以Novell品牌生产NE系列网卡，而是转向自己的“Ethermax”品牌，至此“原厂NE2000”正式在市场上销声匿迹。
由于NE2000兼容网卡巨大的装机量，NetWare之外的许多网络操作系统也都自带NE2000网卡驱动、或是有比较容易找到的第三方驱动：比如微软的LAN Manager、Windows for Workgroups、PATHWORKS、LANtastic、Banyan VINES等等；同时NE2000也被许多老式Unix-like操作系统支持，专栏之前介绍老式Linux和NeXTSTEP的文章也都是以NE2000作为参考网卡的。
为了展示当代复古计算爱好者在使用NE2000兼容网卡时的真实情况，我使用了两款今年推出的新款复古电脑：Pocket 386和Pocket 8088作为参考PC平台，而网卡则是在闲鱼上买到的三块不同芯片的网卡，分别是：
三款网卡都支持免跳线配置（jumper free），其中RTL8019和UM9008还支持即插即用（PnP）。在这些网卡流行的90年代中期，“免跳线”对当时的使用者来说是一项方便使用的功能，它使用DOS下的配置软件，通过修改网卡EEPROM上的参数来代替硬件跳线对网卡的参数进行配置。但对于今天的复古电脑爱好者来说“免跳线”则未必更加方便：二手ISA网卡往往不再附带带有针对各种网络操作系统的驱动程序软盘，硬件卖家也通常缺乏DOS使用经验，反而是跳线配置的方式直到今天仍在一些板卡上出现，并为发烧友所熟悉。
在IBM PC的ISA插槽中，ISA扩展卡可配置的资源通常有IRQ、DMA和I/O端口地址，这些资源都是有限的，并限制了PC可以安装的外设数量。这也是90年代“微机”（micro computer）和“小型机”（mini computer）的重要区别之一，后者通常能够提供更多的外设资源。
由于NE2000网卡不使用DMA，所以我们只需要关注IRQ和I/O端口地址。IRQ（中断请求，Interrupt request）是PC上最容易冲突的资源，因为对于PC XT电脑和8-bit ISA插槽而言，可用的IRQ只有6个，PC AT则扩展到10个，支持，直到90年代中后期I/O-APIC的引入扩展到24个IRQ才得到缓解。
一个典型的PC XT电脑的IRQ规划如下表，如果使用两个串口、一个并口和软驱，则只有IRQ2和IRQ5是没有冲突的，这也是大多数ISA声卡、网卡默认使用的IRQ，如果要使用更多的ISA设备，则需要停用一些外部端口。比如Pocket 8086只有一个串口、一个并口，而且没有软驱，因此IRQ 2、3、5、6都是可用的。 额外值得注意的是，在286、386之后的电脑上使用IRQ2要更加小心，IRQ2由于级联到IRQ9，配置到IRQ2的设备需要在软件中配置使用IRQ9。而对于支持高级电源管理ACPI的电脑来说，IRQ9会被ACPI功能占用。
| IRQ | 设备 |
|---|---|
| 0 | 系统时钟（无法修改） |
| 1 | 键盘（无法修改） |
| 2 | 用户ISA设备（在AT和更新的电脑中级联到IRQ9，在奔腾或更新的电脑上用于ACPI） |
| 3 | 用户ISA设备或串口COM2/COM4 |
| 4 | 用户ISA设备或串口COM1/COM3 |
| 5 | 用户ISA设备或并口LPT3 |
| 6 | 用户ISA设备或软驱控制器 |
| 7 | 用户ISA设备或并口LPT1/LPT2 |
如果不确定IRQ是否被占用，可以尝试使用DOS版HWiNFO工具（如果是286之前的电脑需要使用压缩包中纯16位的hwinfo16.exe）的“IRQ Assignment”功能查看。但需要注意的是，根据主板的不同，HWiNFO的报告未必准确，比如Pocket 8086中并没有COM2、硬盘、软驱，但HWiNFO却报告被占用。
通常来说PC上的I/O端口地址更加宽裕，8086和8088处理器支持16-bit I/O总线寻址，但IBM在设计最初的PC芯片组时只解码10位，标准的ISA设备可用的I/O总线空间是0x000~0x3FF（二进制0011 1111 1111），高于此位置的地址对软件来说仍然可见，但会映射到低10位地址上，比如0x7F2（0111 1111 0010）会映射到0x3F2（0011 1111 0010）上，二进制第11位的1被忽略。
PC ISA I/O Address Space : 10-bits or 16-bits
I/O端口地址的配置对于Book8088和Pocket 8086来说更加重要，因为这两款机器的XT-IDE硬盘控制器的默认地址是0x300，与大多数NE2000网卡默认地址冲突。由于Book 8088和Pocket 8086的XT-IDE固件是集成在主板固件中的，因此没有简便的修改办法。这个问题在Book 8088中通常并不影响开机，但Pocket 8086中会导致XT-IDE硬盘无法被识别而无法正常使用。
解决这个问题的办法是找到另一块带有ISA插槽的主板或者电脑，预先为这些网卡调整好I/O端口地址的设置。
本文展示的第一块网卡是瑞昱（Realtek）的RTL8019，这是市面上最常见、文档最成熟的NE2000兼容网卡。RTL8019在90年代就由于其低廉的价格大受欢迎，其后续产品RTL8029（支持PCI插槽）、RTL8139（支持100Mbps）也都有着巨大的装机量。RTL8019也是复古计算社区中广受欢迎的网卡芯片，爱好者们设计了不止一款开源PCB方案用于生产新的RTL8019 ISA网卡。
https://github.com/Manawyrm/ISA8019
https://github.com/skiselev/isa8_eth
在国内，闲鱼上RTL8019网卡存量巨大，大多数情况下我们可以以很便宜的价格买到成品，因此并不需要重新生产网卡。RTL8019的驱动和配置工具在上面两个Github链接中非常容易找到，它是我在Book8088上使用的第一款NE2000兼容网卡，也是在前几篇文章中使用的参考卡。
值得一提的是，NE2000系列网卡最初是为16-bit ISA槽设计的，虽然设计上向下兼容8-bit ISA，但一些驱动程序并未很好地适配8-bit ISA槽。Crynwr Packet驱动和兼容芯片制造商提供的即插即用Packet驱动通常无法在PC XT级别的机型上正常工作。由于DOS下的TCP/IP协议套件如mTCP、WATTCP和KA9Q都依赖Packet驱动工作，因此在相当长的时间，PC XT机型上都无法通过NE2000系列网卡正常使用TCP/IP。
在2014年，复古电脑论坛VCFED上的爱好者profdc9改进了Crynwr Collection中的开源NE2000 Packet驱动，使之可以在8位ISA插槽上正常工作。在上述的Github连接中都可以找到它们，我们可以将这些驱动下载下来作为备用。
RTL8019的配置工具的文件名通常叫做RSET8019.EXE，在上面两个Github链接中都可以找到，View Current Configuration可以查看网卡当前的配置，修改这些配置则在Setup菜单中进行，如果是Pentium或之后的电脑，可以将Operating Mode设置为Plug & Play，这样BIOS会尝试自动配置网卡的IRQ和I/O地址，但对于更老的电脑而言则需要设置成Jumperless模式，并手工设置IRQ和I/O地址。
在我的实测中，REST8019工具未必能在所有XT级别的电脑上工作：它无法在Pocket 8086上进行配置，Book 8088上则没有问题，但已经配置好的网卡在所有机器上都工作正常。
智邦Accton是最早推出NE2000兼容网卡的厂家之一，他们生产的网卡芯片多数以“EN”开头，而UK0022这款网卡芯片则是专门为Unisys开发的定制版本。
Accton UK0022网卡虽然不算少见，但配置工具却不太容易找到。我最初找到的可以下载驱动的地方是DriverGuide，然而这个网站上有一些垃圾软件和钓鱼软件陷阱，大家需要小心。
另外一个安全的驱动下载点可以在这里找到uk0022.zip下载：Index of /Drivers/network cards/Accton
下载驱动压缩包后，可以在DIAG目录找到SETUP.EXE，就是网卡的配置程序了。Accton的配置程序和RTL8019的配置程序大同小异，而且相对不挑主板，在Pocket 8086上也可以正常运行。“Auto Configuration”是自动配置，程序会自动检测可用的IRQ和I/O地址进行配置，“Set Configuration”则是手动配置。
UM9008和DM9008其实是同一款芯片，都出自联电UMC。1996年联电将其通信部门分离出来成立子公司联杰Davicom，其名称有Division Communication之意。因此联电在90年代中后期的诸多网卡芯片，包括UM9003、UM9007等，也都有对应的DM900x芯片。
我原本还有一块UM9007网卡，但是最近测试是发现该卡已经出现故障而无法配置，因此这篇文章仅展示UM9008的配置。
UM9008的驱动和配置文件工具可以在DriverGuide上找到，但我实测中有些版本的UM9008配置工具DIAG9008.EXE会误报IRQ3被占用，Vogons网站的NE-12配置工具NET12DIAG.EXE更加可靠一些。
Index of /LegacyProducts/SBC/PCA-6145B/UTILITY.210/LAN/UTILITY
UM9008配置工具的使用方法同样是类似的，程序主页面会显示目前机器上已经安装的网卡信息，比如下面照片中找到的网卡的I/O地址为0x2a0，IRQ为5。
修改网卡配置信息的选项在Configuration → Modify Configuration中，主要修改的选项仍然是IRQ和I/O端口地址，被占用的IRQ和I/O和RTL8019的配置程序类似会用星号标注。
使用免跳线方式配置的“NE2000兼容网卡”理论上应当与使用硬件跳线配置的NE2000网卡在软件上是相同的，无论使用哪种操作系统或软件环境，只要它们能够兼容NE2000网卡或安装NE2000驱动，就应当可以使用所有“NE200兼容网卡”。
在我的测试中，使用NE2000 8-bit ISA修改版Packet驱动，可以在Pocket 386、Book 8088和Pocket 8086上使用所有NE2000兼容网卡，比如我们已知某块网卡的IRQ是3，I/O地址是0x280，就可以用
ne2000 0x60 3 0x280命令启用该网卡，其中0x60是软件中断号，一般可以选择0x60~0x80之间的任意数字。
如果NE2000兼容网卡安装在16-bit ISA插槽上，那么使用厂商提供的Packet驱动也是可行的，比如RTL8019网卡的http://PNPPD.COM驱动，或者UM9008的http://PKT9008.COM驱动，但需要注意的是，当NE2000兼容网卡安装在8-bit ISA插槽时，芯片厂家提供的Packet驱动有可能出现正常加载但不能正常工作的情况，建议如果在已知网卡的IRQ和I/O端口地址的情况下，优先使用上述8-bit ISA驱动。
虽然DOS作为主要为单机、单用户环境设计的操作系统，其网络功能受到诸多限制，但KA9Q、LANtastic等运行在DOS上的网络操作系统仍然提供了使用多接口的能力。我们只需要将网卡分配在不同的IRQ和I/O地址资源上，并避免使用IRQ冲突的设备，就可以同时使用多个网卡。例如我自己就让三块网卡同时工作在Pocket 8086上。其资源分配和驱动加载命令如下：
| IRQ | I/O Address | 软件中断 | 驱动加载命令 |
|---|---|---|---|
| 3 | 0x280 | 0x60 | ne2000 0x60 3 0x280 |
| 4 | 0x320 | 0x61 | ne2000 0x61 4 0x320 |
| 5 | 0x2a0 | 0x62 | ne2000 0x62 5 0x2a0 |
由于IRQ4和串口COM1冲突，因此在使用此网卡时，COM1串口就无法使用。但对于PC仅被用于局域网服务器的场景，无法使用串口是可以被接受的。在下图中，展示了KA9Q成功配置三块网卡的情况：
使用多块网卡，KA9Q可以实现TCP/IP路由等更复杂的网络功能。鉴于本文的篇幅，就无法详细介绍了。但就像文章开头所列举的诸多不同的网络操作系统所展示的那样，人们在80、90年代对PC的网络应用做了相当多有趣的尝试，也发展出许多有趣的网络协议和应用。希望这篇文章，能够让更多人迈出探索复古电脑网络世界的脚步。