Hálózati kártya (az angol NIC környezetben - angol network interface controller ), más néven hálózati kártya , hálózati adapter (az Intel terminológiájában [1] ), Ethernet adapter - a technológia elnevezése szerint - egy kiegészítő eszköz, amely lehetővé teszi a számítógép más eszközök hálózataival való interakcióhoz . Jelenleg a személyi számítógépekben és laptopokban a vezérlőt és a hálózati kártya funkcióit ellátó alkatrészeket gyakran az alaplapokba integrálják a kényelem érdekében, beleértve az illesztőprogramok egységesítését és a teljes számítógép egészének költségének csökkentését.
A konstruktív megvalósítás szerint a hálózati kártyák a következőkre oszthatók:
A 10 Mbit-es hálózati kártyákon 4 típusú csatlakozót használnak a helyi hálózathoz való csatlakozáshoz:
Ezek a csatlakozók különböző kombinációkban lehetnek jelen, de egy adott pillanatban csak az egyik működik.
A 100 megabites kártyákra vagy csavart érpárú csatlakozót ( 8P8C , hibásan RJ-45- nek [3] ), vagy optikai csatlakozót ( SC , ST , MIC [4] ) telepítenek.
A csavart érpárú csatlakozó mellé egy vagy több információs LED -et szerelnek fel , amelyek jelzik a kapcsolat meglétét és az információátvitelt.
Az egyik első általános hálózati kártya a Novell NE1000 / NE2000 sorozata volt BNC csatlakozóval .
A hálózati adapterkártya konfigurálásakor a következő lehetőségek állnak rendelkezésre:
A hálózati kártya teljesítményétől és összetettségétől függően számítási funkciókat (főleg keretellenőrző összegek kiszámítását és generálását ) képes megvalósítani hardverben vagy szoftverben ( hálózati kártya- illesztőprogram segítségével, központi processzorral).
A szerver hálózati kártyák két (vagy több) hálózati csatlakozóval is szállíthatók. Egyes hálózati kártyák (az alaplapba beágyazva) tűzfal funkciót is biztosítanak (például az nForce ).
A hálózati adapter (Network Interface Card (vagy Controller), NIC) a meghajtójával együtt megvalósítja a nyílt rendszermodell ( OSI ) második, kapcsolati rétegét a hálózat végcsomópontjában - egy számítógépben. Pontosabban, hálózati operációs rendszerben az adapter/illesztőprogram pár csak a fizikai és a MAC réteg funkcióit látja el, míg az LLC réteget általában egy operációs rendszer modul valósítja meg, amely minden meghajtónál és hálózati adapternél közös. Valójában ennek így kell lennie az IEEE 802 protokoll veremmodelljének megfelelően. Például a Windows NT rendszerben az LLC szint az NDIS modulban van megvalósítva , ami minden hálózati adapter illesztőprogramjában közös, függetlenül az illesztőprogram technológiájától támogatja.
A hálózati adapter a meghajtóval együtt két műveletet hajt végre: keretet küld és fogad. A keret számítógépről kábelre átvitele a következő lépésekből áll (a használt kódolási módszerektől függően előfordulhat, hogy néhány hiányzik):
A keret fogadása kábelről a számítógépre a következő lépéseket tartalmazza:
A hálózati adapter és illesztőprogramja közötti felelősségmegosztást nem határozzák meg szabványok, így minden gyártó maga dönti el ezt a kérdést. A hálózati adaptereket általában kliensszámítógépekhez és szerverekhez való adapterekre osztják.
Az ügyfélszámítógépekhez készült adapterekben a munka nagy része az illesztőprogramra hárul, így az adapter egyszerűbb és olcsóbb. Ennek a megközelítésnek a hátránya, hogy a számítógép központi processzorát nagymértékben leterheli a számítógép RAM-jából a hálózatba való keretek átvitelének rutinmunkája. A központi processzor kénytelen elvégezni ezt a munkát ahelyett, hogy felhasználói alkalmazási feladatokat látna el.
Ezért a szerverekhez tervezett adapterek általában saját processzorral rendelkeznek, amelyek a keretek RAM-ból a hálózatba való átvitelének nagy részét végzik és fordítva. Ilyen adapter például az SMC EtherPower hálózati adapter integrált Intel i960 processzorral.
Attól függően, hogy az adapter melyik protokollt valósítja meg, az adapterek Ethernet adapterekre, Token Ring adapterekre, FDDI adapterekre stb. hubokra oszthatók, ma sok Ethernet adapter két sebességet támogat, és a nevében 10/100 előtag szerepel. Egyes gyártók ezt a tulajdonságot automatikus érzékelésnek nevezik.
A hálózati adaptert konfigurálni kell, mielőtt telepítené a számítógépre. Az adapter konfigurálásakor általában meg kell adni az illesztő által használt IRQ -számot , a DMA-csatorna számát (ha az adapter támogatja a DMA-módot), valamint az I/O-portok alapcímét.
Ha a hálózati adapter, a számítógép hardvere és az operációs rendszer támogatja a Plug-and-Play szabványt , akkor az adapter és illesztőprogramja automatikusan konfigurálódik. Ellenkező esetben először konfigurálnia kell a hálózati adaptert, majd meg kell ismételnie annak konfigurációs beállításait az illesztőprogramhoz. Általánosságban elmondható, hogy a hálózati adapter és illesztőprogramja konfigurálására vonatkozó eljárás részletei nagymértékben függenek az adapter gyártójától, valamint annak a busznak a képességeitől, amelyhez az adaptert tervezték.
Ha a hálózati adapter nem működik megfelelően, a portja megremeghet .
Az adapterek osztályozására példaként a 3Com megközelítést használjuk . A 3Com úgy véli, hogy az Ethernet hálózati adapterek fejlesztése során 5 generáción mentek keresztül.
Az első generációs adapterek diszkrét logikai áramkörökön készültek, aminek következtében alacsony megbízhatóságúak voltak. Csak egy kerethez rendelkeztek puffermemóriával, ami az adapter gyenge teljesítményéhez vezetett, mivel az összes képkocka egymás után került átvitelre a számítógépről a hálózatra vagy a hálózatról a számítógépre. Ezenkívül az első generációs adapter konfigurálása manuálisan, jumperekkel történt. Mindegyik adaptertípus saját illesztőprogramot használt , és az illesztőprogram és a hálózati operációs rendszer közötti interfész nem volt szabványos.
A második generációs hálózati adapterek elkezdték használni a többkockás pufferelési módszert a teljesítmény javítására. Ebben az esetben a következő képkocka betöltődik a számítógép memóriájából az adapter pufferébe az előző képkocka hálózatra átvitelével egyidejűleg. Fogadási módban, miután az adapter teljesen vett egy keretet, megkezdheti ennek a keretnek a továbbítását a pufferből a számítógép memóriájába, egyidejűleg egy másik keret fogadásával a hálózatról.
A második generációs hálózati adapterek széles körben alkalmazzák a magasan integrált chipeket, ami javítja az adapterek megbízhatóságát. Ezenkívül ezeknek az adaptereknek az illesztőprogramjai szabványos specifikációkon alapulnak. A második generációs adapterek általában a 3Com és a Microsoft által kifejlesztett és az IBM által jóváhagyott NDIS (Network Driver Interface Specification) szabvány , valamint a Novell által kifejlesztett ODI (Open Driver Interface Specification) szabvány szerint működnek .
A harmadik generációs hálózati adapterek (a 3Com többek között az EtherLink III családhoz tartozó adaptereit is) csővezetékes keretfeldolgozási sémát valósít meg. Ez abban rejlik, hogy a számítógép RAM-jából egy keret fogadásának és a hálózatba való továbbításának folyamatai időben kombinálódnak. Így a keret első néhány bájtjának vétele után megkezdődik az átvitelük. Ez jelentősen (25-55%-kal) javítja a " RAM - adapter - fizikai csatorna - adapter - RAM " lánc teljesítményét. Egy ilyen séma nagyon érzékeny az átvitel kezdeti küszöbére, vagyis arra, hogy hány keretbájtot töltenek be az adapter pufferébe, mielőtt az átvitel megkezdődik a hálózatba. A harmadik generációs hálózati adapter ennek a paraméternek az önhangolását végzi el a munkakörnyezet elemzésével, valamint számítási módszerrel, hálózati rendszergazda közreműködése nélkül. Az önhangolás a lehető legjobb teljesítményt biztosítja a számítógép belső buszának, megszakítási rendszerének és közvetlen memóriaelérési rendszerének adott kombinációja esetén.
A harmadik generációs adapterek alkalmazás-specifikus integrált áramkörökön ( ASIC ) alapulnak, amelyek javítják az adapter teljesítményét és megbízhatóságát, miközben csökkentik annak költségeit. A 3Com a frame-pipelining technológiáját Parallel Taskingnak nevezte, és más cégek is hasonló sémákat implementáltak adaptereikben. Az "adapter-memória" kapcsolat teljesítményének javítása nagyon fontos a hálózat egészének teljesítményének javításához, mivel egy összetett keretfeldolgozási útvonal teljesítménye, beleértve például a hubokat , kapcsolókat , útválasztókat , globális kapcsolatokat stb. ., mindig az útvonal leglassabb elemének teljesítménye határozza meg. Ezért, ha a kiszolgáló vagy az ügyfélszámítógép hálózati adaptere lassú, egyetlen gyors kapcsoló sem tudja felgyorsítani a hálózatot.
A Fast Ethernet hálózati adapterek a negyedik generációhoz köthetők. Ezek az adapterek szükségszerűen tartalmazzák az ASIC -et, amely a MAC-szint ( angolul MAC-PHY ) funkcióit látja el , a sebességet 1 Gb / s-ig fejlesztették, és számos magas szintű funkció is létezik. Az ilyen funkciók készlete tartalmazhatja az RMON távfelügyeleti ügynök támogatását, a keretprioritási sémát, a számítógép távoli vezérlési funkcióit stb. Az adapterek szerververzióiban szinte szükség van egy nagy teljesítményű processzorra, amely tehermentesíti a központi processzort . A negyedik generációs hálózati adapterre példa a 3Com Fast EtherLink XL 10/100 adapter.
2006 óta kiadott Gigabit Ethernet hálózati kártyák . Otthoni switcheket és routereket is gyártanak a gigabites kommunikációhoz. Támogatja az IPv6 protokollokat, a digitális TV-t és még sok mást.
A Terabit Ethernet fejlesztés alatt áll az otthoni felhasználók számára, de valójában az internetszolgáltatók használják kommunikációra.
| hálózati hardver | |
|---|---|
| Fizikai réteg | |
| Link réteg | |
| hálózati réteg | |
| Egyéb | |