Originally published in the February 1995 issue of Advanced Systems.
`
`PC Networking 101
`
`Our new column takes a detailed look at PC­to­Unix connectivity starting with the
`hardware and network interface layer.
`
`Take a look out there ­­ all those pleading eyes, users of personal computers in your organization
`begging for connectivity beyond their desktop. How can you deny them? They want worldwide e­
`mail. They want inter-, not just intra­, departmental shared files and workgroups. They want to gain a
`competitive edge by running custom Unix apps without giving up their Windows systems. They want
`the enterprise at their fingertips on the desktop ­­ and the sooner the better. And as the Unix
`professional, you are uniquely positioned to answer their pleas.
`This is the premier of a new Advanced Systems column that will give the Unix professional insights
`into the place of personal computers in the New Unix Enterprise, as well as technical details to help
`you create and exploit the Unix­to­PC connection.
`
`Because of the great demand among our readers and the complexity of the subject, we focus on
`connectivity to PCs in the early columns, leaving connectivity to other kinds of systems for another
`day. When we talk about PCs, we refer in general to personal computer systems including IBM­
`compatible Intel­based PCs (especially those running Microsoft Windows), Apple Macintoshes, and
`PowerPC systems, all running non­Unix, non­NT operating systems. These represent most user's
`desktops, not soon to be displaced. We're fighting them by joining them, offering the extra power,
`features, flexibility, and tools available only in advanced 32­ and 64­bit operating environments.
`
`We'll also examine the emergent enterprise desktop ­­ the PC's "advancing" hardware, network, and
`system software, and enterprise­enabling technologies. These near­future, post­adolescent personal
`systems' technologies will soon connect your desktops to the world, let alone within your
`organization.
`But first, the basics. We'll lay a solid technical foundation for PC­to­Unix connectivity by taking a
`detailed look at the technologies and products that can bring enterprisewide applications and data to
`today's personal desktop. We'll try to talk about PCs in terms Unix professionals can understand.
`PC­connectivity basics
`Connecting personal systems to Unix involves four main layers: the network interface card, device
`drivers (principally for Ethernet networking), a TCP/IP stack, and applications.
`
`Current Macintosh and future PowerPC Reference Platform (PReP)­compliant systems use
`standardized system components and protocols that make all these layers rather easy to implement.
`The much more prolific IBM­compatible PCs, on the other hand, generally lack plug­and­play
`networking components (though that's coming soon), so you need to patch together a disparate
`collection of hardware and software, each complete with its own slew of installation and configuration
`problems.
`Let's start at the very bottom layer, the hardware and network interface.
`Unlike our systems, PCs don't come with built­in networking. Instead, a smorgasbord of add­on PC
`
`EXHIBIT 2010
`
`

`
`Ethernet hardware network interface cards (NIC) has arisen that works with the variety of PC
`peripheral­bus architectures. The Etherlink III­series from 3Com and Western Digital's 80x3 family
`are among the best known for ISA (Industry Standard Architecture, otherwise known as the AT bus,
`an 8­MHz 8­ or 16­bit bus) and EISA (Extended Industry Standard Architecture, which is a 32­bit
`version). The high­performance PCI (Peripheral Component Interface ­­ 32 bits and 33 MHz) will
`soon replace the older buses in most PCs, especially for higher­demand peripherals.
`
`When evaluating interfaces, besides matching the bus type, you also need to notice how ­­ with
`hardware switches or with software ­­ you set the interface's interrupt request (IRQ) number, wire
`media type (AUI, 10BaseT, coaxial BNC), I/O address, and the base memory address range. Each of
`these have popular settings and configurations, but you may need to customize them for your current
`or future systems and network. Before you start modifying your system, you should record the
`settings you currently have in case you have to undo any changes to the system. There are useful tools
`that can analyze your system setup and save this description, such as QAPlus by Diagsoft or PC­Tools
`by Symantec.
`Interrupt processing
`All devices on ISA­ and EISA­based PC systems use interrupts (or IRQs) to gain the PC's undivided
`attention for their input/output tasks. Some devices require the services of the CPU to process the
`interrupt. Others have direct­memory access (DMA) and move their information to and from memory
`without the main processor's involvement. Even with DMA transfers of data, the adapter card still
`needs to send an interrupt to the PC to call the CPU's attention to the data so applications may be
`notified.
`Some device IRQ number settings are fixed or reserved by convention, such as IRQ 2 or 5 for a
`mouse and IRQ 5 or 7 for sound cards. An NIC can usually pick and choose from several available
`IRQs, usually between the numbers 2 and 12. IRQs 3 or 5 are popular for the Etherlink III family; 3,
`5, 7, or 9 can be used with the WD­80x3. (Some cards limit you in the IRQ numbers you can select.)
`Hardware IRQs cannot be shared amongst cards, so you need to find a free IRQ setting. Locating a
`free IRQ setting is a hit­and­miss process if you have an ISA system. You should look through the
`CONFIG.SYS (boot­time configuration file) and AUTOEXEC.BAT (boot­time execution) files to see
`what drivers are loaded and which IRQ settings they reserve for themselves, if any. If you have an
`IRQ sensing tool (as available with the Etherlink III configuration utility), you can choose different
`IRQs for your card, and the system will tell you which ones have a conflict.
`
`On some NICs, such as the WD family, you have to manually set the IRQ with jumpers or dip
`switches; the Etherlink III family (even the ISA­card versions) can be configured by software. EISA­
`based adapters can be automatically configured with special software utilities, usually provided with
`the system.
`
`In addition to an IRQ, you also need an I/O address for the card. This is a slice of the memory space
`of the system that is used as a communications port between the NIC and the system for service
`routines and signals. There is a commonly used range of addresses for all cards, namely 220h to 380h
`(hexadecimal). Select one by a jumper or dip switch on the board itself or by using the configuration
`program supplied with the card. You can check that the I/O address is not already in use with the
`configuration program; however, if you have to perform a manual setting, then it becomes a hunt
`through the system unless you have a package like QAPlus.
`
`Finally, you assign a base memory range ­­ usually 2,000 sections in the range C0000h through
`DFFFFh ­­ to the NIC for the temporary storage of data. This area is used constantly to collect the
`data coming over the wire before it is sent to the memory area of specific network applications. This
`address range must not be used by any other device or by the system, otherwise your system will
`intermittently hang. If the PC uses an extended­memory manager, such as Microsoft's EMM386 or
`Quarterdeck's QEMM, you may also need to tell its driver to exclude this range of addresses from
`
`EXHIBIT 2010
`
`

`
`other general use. Extended memory managers are called in the CONFIG.SYS file, and most allow
`range exclusion with special flags (for example, EMM386 uses the 0x flag, as in ­X=C0000­CFFFF).
`DMA cards also need a direct­memory access channel for data throughput. Most PC Ethernet cards
`use DMA channel 1 or 2.
`Driving on the net
`With the hardware card in place, you now need a device driver for the network interface. They come
`in an assortment of types, including the Microsoft Network Driver Interface Specification (NDIS), the
`Novell Open Datalink Interface (ODI), and the Packet Driver Specification from 3Com and FTP
`Software. These network device drivers accomplish similar tasks, but in different ways. Some
`network programs work with only one type of driver, while others work with any or all driver types.
`And some network applications come with their own built­in drivers.
`The OSI (open systems interconnection) network layer model specifies only one layer for the Datalink
`portion of the system, which is responsible for accepting data from the Network Layer (i.e., IP packets
`from the IP layer, or IPX packets from the IPX layer), creating an Ethernet frame containing the data
`and sending it over the Physical media.
`
`ODI and NDIS drivers have multiple sublayers that fit into this single Datalink layer. The sublayer at
`the very bottom that talks directly to the NIC is known as the Media Access Control (MAC) layer.
`This is directly associated with the specific NIC you have on your PC. You may have more than one
`NIC in a multihosted PC that links to two different Ethernet networks, such as a PC acting as a
`gateway or a server; each NIC will need its corresponding MAC driver.
`Since there may be multiple MAC drivers and multiple NICs, protocol stacks need a method to access
`individual interfaces and hence the MACs. This is handled by the Protocol Multiplexing sublayer.
`This sublayer also allows emulation of other driver family types for stacks or applications that require
`these other types; for example, this allows ODI to emulate NDIS and Packet driver interfaces when
`necessary.
`Next month ­­ stacks and apps
`In coming issues, we will conclude our survey of drivers, then delve further into the wild and woolly
`world of PC IP with a look at protocol stacks and application layers. Meanwhile, if you have
`questions or suggestions for topics and issues, don't hesitate to e­mail me at
`rawn.shah@advanced.com. 
`About the author
`Rawn Shah is a Unix and PC systems consultant with RTD Systems & Networking of Tucson, AZ.
`He is also author of the PC­Mac TCP/IP & NFS FAQ on the World Wide Web
`(http://www.rtd.com/pcnfsfaq/faq.html).
`
`If you have problems with this magazine, contact webmaster@sunworld.com 
`URL: http://www.sunworld.com/asm­02­1995/asm­02­connectivity.html 
`Last updated: 1 February 1995
`
`EXHIBIT 2010