Можно ли сетевую карту через которую компьютер получает данные назвать устройством ввода
Сетевая карта компьютера
Затронем такую тему, как сетевая карта нашего компьютера. Начнем с того, что сетевые карты бывают разные и могут отличаться, как по спектру решаемых задач, так и по форм-фактору (внешнему виду). Сетевую плату также часто называют (эзернет (Ethernet) контроллером, сетевым или NIC (Network Interface Card) адаптером).
Прежде всего давайте разделим сетевые карты на две большие группы:
- Внешние сетевые карты
- Встроенные или интегрированные (onboard)
Начнем - с внешних. Из самого названия следует, что сетевые карты данного типа устанавливаются в системный блок компьютера дополнительно (отдельной платой расширения) или же, как другое внешнее устройство.
Для начала поговорим о PCI сетевых картах. Аббревиатура расшифровывается как (Peripheral Component Interconnect) - взаимосвязь периферийных компонентов или - шина ввода-вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера. Называются эти карты так по той причине, что устанавливаются в один из PCI слотов (разъемов). Вот в такие, собственно:
Сам по себе PCI интерфейс обладает пиковой пропускной способностью для 32-разрядного варианта, работающего на частоте 33,33 МГц в 133 Мбайт/с, потребляемое напряжение разъема 3,3 или 5V. Служит для установки в компьютер дополнительных плат расширения (старых видеокарт, модемов, сетевых адаптеров, TV тюнеров различных плат видеозахвата и конвертации видео и т.д).
Итак, какие же сетевые карты туда устанавливаются? А вот такие, самые обычные долларов за пять-шесть:
Бывают адаптеры и другой разновидности - Wi-Fi (для организации беспроводных сетей).
Как видите, интерфейс подключения один (PCI), а принцип работы - разный.
Сейчас, в связи с постепенным "отмиранием" данного интерфейса выпускаются сетевые карты форм фактора «Pci Express 1X».
Это что касается внешних сетевых карт. Есть еще встроенные (интегрированные в материнскую плату) карты. Определить наличие встроенной сетевой можно посмотрев на тыльную стенку системного блока.
Здесь мы визуально можем наблюдать выход интегрированной сетевой карты. Рядом с разъёмом для витой пары устанавливают один или несколько информационных светодиодов, по которым можно сориентироваться о наличии подключения и общей активности сети.
К слову, по этим светодиодам можно косвенно составить представление относительно работоспособности устройства. Поясню свою мысль: когда компьютер включен и сетевой кабель (витая пара) подключен к карте светодиод на ней мигает, что называется, - в такт с приемом (передачей) информационных пакетов данных адаптером в сеть.
При нерабочем сетевом адаптере поведение индикаторов может быть следующее:
- Не один из светодиодов не светится вообще
- Светодиод постоянно "горит" (не мигая)
- Индикатор мигает, но абсолютно однообразно. Период и амплитуда этого "мигания" одинаковы на протяжении всего времени
Так что - примечайте подобные моменты. В деталях - наше все! :)
Если пойти дальше и вскрыть корпус, то внутри (недалеко от разъема) можно обнаружить распаяный на материнской плате чип, который и реализует все функции сетевого адаптера.
По маркировке видим, что это - микросхема RTL (от фирмы Realtek) под номером 8211BL.
Примечание: встроенные решения, к сожалению, не отличаются надежностью. В нашей организации, к примеру, выходы из строя интегрированных сетевых карт случаются регулярно. Не могу сказать, что часто, но - стабильно. К слову, у моего (купленного пол года назад) рабочего компьютера буквально на днях сгорела сетевая карта, что лишний раз укрепило мое мнение о ненадежности интегрированных компонентов. Пришлось поставить внешнюю.
Хочу, чтобы Вы внимательно присмотрелись к следующему фото:
Здесь мы заглядываем внутрь разъема сетевой карты. Замечаете разницу? В одном разъеме (на фото - справа) четыре контактных площадки, а в другом (слева) - восемь. Причем обе карты рассчитаны на скорость передачи по сети в 100 мегабит в секунду.
В чем же здесь подвох? А он, по любому, здесь присутствует :) Давайте с Вами вспомним как выглядит сам кабель "витая пара", с помощью которого мы прокладывали сети в одном из наших бесплатных уроков.
По правильному он называется UTP кабель (Unshielded Twisted Pair - неэкранированная витая пара). То что она - витая (перекрученная) мы прекрасно видим из фото выше. Отдельные ее проводники обвиты друг с другом для улучшения помехозащищенности всего кабеля в целом.
Обозначение "неэкранированная" подразумевает, что поверх жилок отсутствует дополнительный защитный экран (оплетка) из фольги или металла. Опять же - для лучшей защищенности кабеля. А "пара" потому, что проводники в кабеле скручены попарно и - по цветам (бело-оранжевый - оранжевый, бело-зеленый - зеленый, бело-коричневый - коричневый, бело-синий - синий).
Теперь - самое важное: для обеспечения передачи данных по сети со скоростью 100 мегабит в секунду не нужно задействовать все четыре пары (восемь проводников-жилок), достаточно двух пар (четыре жилы)! Причем используются строго определенные их номера: первый, второй, третий и шестой проводок.
Непосредственно со стороны разъема «RJ-45» это выглядит вот так:
Согласно изложенному выше, для обеспечения скорости в 100 мегабит у нас используются "жилки" под номером 1, 2, 3 и 6. Смотрим на рисунок выше. Это - две пары: оранжевая и зеленая.
Примечание: Естественно то, какие именно жилки использовать при заделке кабеля решать только нам самим. Главное помните, что это должны быть 1-ой, 2-ой, 3-ий и 6-ой проводник (для сетей со скоростью передачи в 100 мегабит/с).
А сейчас еще раз посмотрите на фото, на котором крупно изображены разъемы сетевых карт компьютера. На правом изображении присутствуют всего четыре контактные площадки: первая, вторая, третья, следующие две - пропущены и дальше. какая? Правильно - шестая! :)
Когда же используются все восемь площадок? В сетях со скоростью передачи в один гибабит в секунду (и выше). Вот там все проводники сетевого кабеля используются на полную катушку :)
Так, что-то мы с Вами (вернее я один :)) "урулил" в сторону от главной темы. Какие же еще бывают сетевые карты? Давайте рассмотрим внешний адаптер для ноутбука на основе стандарта PCMCIA. Это - внешняя плата расширения, которая вставляется в соответствующий слот.
Расшифровывается «PCMCIA» как Personal Computer Memory Card International Association (международная ассоциация компьютерных карт памяти). Изначально стандарт разрабатывался для карт расширения памяти. Через некоторое время спецификация была расширена и стало возможным использование «PCMCIA» для подключения различных периферийных устройств. Как правило, через него подключают сетевые карты, модемы или же жёсткие диски.
Представьте неприятную картину: у Вашего ноутбука (три раза "тьфу" его налево) вышла из строя встроенная в него карта. Что делать? Решение - на фото ниже:
Есть, правда, и другие решения, которые подходят уже не только для мобильных компьютеров, но и для стационарных. Это - USB сетевые карты.
Они могут быть выполнены по разному, но принцип их работы от этого не меняется. Вот, к примеру, два таких устройства на фото ниже:
Или даже вот так, больше похоже на флеш накопитель :)
На этом собрался было закончить статью, но. передумал! :) Хотел еще рассказать Вам о такой разновидности внешних сетевых карт, как серверные сетевые карты, которые используются в высокопроизводительных системах и имеют более продвинутые (по сравнению с обычными адаптерами) возможности по работе с сетью.
Как правило, они имеют стандартный интерфейс подключения - PCI (или его расширенную версию - PCI-X). Вот, к примеру, серверная сетевая карта «D-Link DFE-580TX».
Как видите, это, по сути - четыре сетевых адаптера, объединенные в одном физическом устройстве. Каждый из четырех сетевых портов (карт) имеет свой собственный MAC адрес (уникальный 12-ти значный физический идентификатор любой карты или другого сетевого устройства). В то же время, всей группе портов можно присвоить один логический идентификатор (IP адрес). Для операционной системы группа таких карт выглядит, как одна виртуальная карта.
Продолжим. Объединение нескольких карт в одну становится возможным при использовании технологии «Port Aggregation» (агрегирование или - объединение портов). Объединение портов означает объединение нескольких сегментов сети в один, обладающий большей производительностью. Когда несколько сетевых портов образуют один виртуальный, то его пропускная способность (теоретически) приравнивается к производительности отдельного порта, умноженную на их количество.
Серверные сетевые карты могут работать в двух основных режимах. Давайте рассмотрим их подробнее. С помощью программного обеспечения, идущего в комплекте с картами такого класса, можно сконфигурировать каждый порт как "активный" (режим балансировки нагрузки - load balancing) или зарезервировать любые порты для обеспечения отказоустойчивости (режим восстановления).
Режим разделения (распределения) нагрузки сети равномерно пропускает сетевой трафик (поток данных) через активные сегменты, снижая общую нагрузку на адаптер, а режим восстановления (в случае физического обрыва связи) обеспечивает бесперебойную связь между сетевой картой и сетью.
Чем же еще хороша серверная сетевая карта компьютера? В зависимости от своей "навернутости" :) она может реализовывать вычислительные функции (подсчёт и генерацию контрольных сумм кадров данных, передающихся по сети) аппаратно, не нагружая дополнительно центральный процессор компьютера.
На таких адаптерах устанавливаются специализированные БИС (Большие Интегральные Схемы), которые берут на себя значительную часть работы (обнаружение столкновений, сборка-разборка пакетов данных, проверка контрольных сумм кадров и повторная передача испорченных пакетов). Таким образом, как мы уже говорили, снимается значительная часть нагрузки с процессора, которому в серверной системе и без того есть чем заняться :)
Более того, на дорогие серверные сетевые карты устанавливают собственный процессор. Подобные карты показывают очень хорошие показатели в работе, поскольку могут эффективно справляться даже с большой нагрузкой. Наличие собственного процессора позволяет устанавливать на них до одного мегабайта оперативной памяти. А это уже переводит эти изделия из разряда просто сетевых карт в разряд коммуникационных сетевых процессоров.
Также нельзя не отметить такую полезную функцию, как самовосстанавливающиеся драйвера подобных устройств. Что это такое? К примеру, после сбоя в сети адаптер может самостоятельно принять решение о перезапуске драйвера сетевой карты, включить проверку целостности сетевого соединения или даже принудительно отключить вышедший из строя порт.
Сетевая карта (Ethernet-адаптер) – это специальное интерфейсное устройство, которое позволяет компьютеру (ноутбук) взаимодействовать с другими участниками локальной вычислительной сети. Сетевая карта, довольно часто интегрирована в материнскую плату ПК. С помощью сетевой карты компьютер способен получать доступ не только к информационному полю локальной сети, но и осуществлять взаимодействие с сетями более высокого ранга (интернет). Синонимами сетевой карты являются: сетевой адаптер, сетевая плата.
Назначение и особенности сетевых карт
Благодаря сетевому адаптеру создается и поддерживается функционирование локальной сети. Это происходит как на физическом, так и на программном уровне. Сетевой адаптер отвечает за передачу двоичных данных в виде электромагнитных импульсов по настроенному каналу ЛВС. Сетевая карта является разновидностью контроллера, управление над которой осуществляется при помощи драйвера, который устанавливается программным путем в операционной системе.
К особенностям сетевых карт можно отнести перечь функций, которые они выполняют при приеме или передаче информации.
Во-первых, речь идет непосредственно о приеме и передаче данных. Информация поступает из компьютера на сетевую плату или наоборот. Происходит данная операция через запрограммированный канал ввода/вывода, линию прямого доступа или же разделяемую память.
Во-вторых, происходит формирование данных. При приеме происходит процедура соединения блоков данных, а при передаче, наоборот, разъединение данных на отдельные блоки. Это оформляется в виде кадра установленного формата.
Кадр содержит ряд полей, необходимых для передачи информации. В одном из таких служебных полей указывается адрес компьютера пользователя, а в другом поле – контрольная сумма кадра. Контрольная сумма – это необходимый показатель, который свидетельствует о корректности и подлинности доставленной по сетевому каналу информации.
В-третьих, еще одной особенностью является шифрование передаваемых данных. Электрические сигналы, которые будут передаваться по каналам связи, как правило, кодируются (популярным видом кодирования является манчестерское кодирование). При получении данных они должны быть подвержены декодированию.
Классификация сетевых карт
Современные сетевые карты подразделяются на три категории: встроенные, внешние и внутренние.
Встроенные
Под встроенными сетевыми картами подразумеваются те, что входят в состав материнской платы. Эта категория сетевых кар считается самой простой в использовании. Драйвера для работы с такой сетевой картой, как правило, устанавливаются на компьютер (с операционной системой Windows) наряду с другими драйверами.
Внешние
Внешние сетевые карты представляют собой USB-адаптеры, которые подключаются через соответствующий разъем. После подключения необходимо выполнить установку драйверов для работы с данным типом сетевых карт. Для операционных систем Windows установка зачастую происходит автоматически, а, к примеру, для Linux может понадобиться дополнительная ручная настройка. Чаще всего встречаются ситуации, когда внешние сетевые карты подключаются в том случае, если на материнской плате уже нет свободных слотов или в отношение старых ноутбуков, в которых нет встроенной сетевой карты.
Внутренние
Внутренние сетевые карты – это отдельные платы, которые устанавливаются в системный блок (в PCI либо PCI-E слоты материнской платы) или в ноутбук (слоты: PC Card, ExpressCard). Для установки потребуется наличие определенных знаний или помощь квалифицированного специалиста.
Основные параметры сетевой карты
Различные модели сетевых адаптеров могут отличаться рядом параметров:
- Скоростью передачи пакетов данных.
- Типом и быстродействием шины.
- Методами доступа к среде.
- Наличием вариантов совместимости в многочисленными микропроцессорами.
- Протоколами передачи.
- Разъёмами.
Сетевые адаптеры являются неотъемлемой частью жизни любого современного человека. Как правило, обычный пользователь даже не замечает использования сетевых карт, если они встроены в материнскую плату компьютера или ноутбука, а драйвера были установлены автоматически. Зачастую проблемы с доступом к сети могут во многом ссылаться на неисправность сетевой карты или использование несовместимых с операционной системой драйверов.
Сетевая карта или сетевой адаптер выступает в качестве физического интерфейса между компьютером и средой передачи. Платы сетевого адаптера подсоединяются ко всем сетевым компьютерам и серверам. К соответствующему разъёму платы подключается сетевой кабель.
Сетевая карта - это плата расширения, вставляемая в разъем материнской платы (main board) компьютера (вставляется в слоты расширения). Существуют сетевые адаптеры для нотебуков (notebook), они вставляются в специальный разъем в корпусе нотебука. Также существуют сетевые адаптеры, интегрированные на материнской плате компьютера, Ethernet сетевые адаптеры подключаются к USB (Universal Serial Bus) порту компьютера и позволяют подключаться к сети без вскрытия корпуса компьютера.
Функции сетевого адаптера:
1. Подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю.
2. Передача данных другому компьютеру.
3. Управление потоком данных между компьютером и средой передачи.
4. Приём данных из кабеля и перевод в форму, понятную центральному процессору компьютера.
Плата сетевого адаптера состоит из аппаратной части и встроенных программ, записанных в ПЗУ. Эти программы реализуют функции подуровня “управление логической связью” и “управление доступом к среде”, “канального" уровня модели OSI. Подготовка данных.
Плата сетевого адаптера принимает параллельные данные из шины и организует их для последовательной передачи. Этот процесс завершается переводом цифровых данных компьютера в электрические или оптические сигналы, передающиеся по кабелю (или радиосигнал). Отвечает за это преобразование специальное устройство – трансивер (приёмо-передатчик). Название "Transceiver" происходит от английских слов transmiter (передатчик)и receiver (приемник). Трансивер позволяет станции передавать в и получать из общей сетевой среды передачи. Существуют внутренние трансиверы, встроенные в схему сетевого адаптера и отдельные внешние трансиверы через AUI-кабель. Передача и управление данными. Перед тем как послать данные в сеть сетевой адаптер проводит электронный диалог с принимающей платой, во время которого определяется:
1. Максимальный размер блока передаваемых данных.
2. Интервал между передачами блоков данных.
3. Интервал, в течение которого необходимо послать подтверждение.
4. Объём данных, который может принять плата без переполнения буфера.
5. Скорость передачи.
Если более сложная и быстрая плата взаимодействует с устаревшей, то современная плата подстраивается под устаревшую.
II. Характеристики сетевого адаптера
Сетевые платы характеризуются своей
• Разрядностью: 8 бит (самые старые), 16 бит, 32 бита и 64 бит.
• Шиной данных, по которой идет обмен информацией между материнской платой и сетевой картой: ISA, EISA, VL-Bus, PCI и др.
• Микросхемой контроллера или чипом (Chip, chipset) , на котором данная плата изготовлена.
• Поддерживаемой сетевой средой передачи (network media) , т.е. установленными на карте разъемами для подключения к определенному сетевому кабелю.
• Скоростью работы: 10Mbit 100Mbit, Gigabit.
• Также, карты на витую пару могут поддерживать или не поддерживать FullDuplex - ный режим работы.
MAC –адрес(физический адрес) Сетевой адаптер должен указывать своё местонахождение в сети т.е. иметь адрес, чтобы его могли отличить от остальных плат. Это уникальный серийный номер присваиваемый каждому сетевому устройству для идентификации его в сети. MAC-адрес присваивается адаптеру его производителем Адрес сетевого адаптера находится в ведении комитета IEEE. Этот комитет закрепляет за каждым производителем плат сетевого адаптера некоторый интервал адресов, затем каждый производитель записывает в ПЗУ платы её уникальный адрес. При работе сетевые адаптеры просматривают весь проходящий сетевой трафик и ищут в каждом пакете данных свой MAC-адрес. Если таковой находится, то адаптер принимают эти данные. Существуют также специальные способы по рассылке пакетов всем устройствам сети одновременно (broadcasting). MAC-адрес имеет длину 6 байт и обычно записывается в шестнадцетиричном виде, например 12:34:56:78:90:AB Первые три байта адреса определяют производителя.
III. Факторы учитываемые при выборе сетевой карты:
• Тип шины данных, установленной в вашем компьютере (ISA, VESA, PCI или какой-либо еще). Старые компьютеры 286, 386 содержат только ISA, соответственно и карту вы можете установить только на шине ISA.. Pentium, Pentium Pro, Pentium-2 и им подобные используют ISA и PCI шины данных, причем шина ISA - для совместимости со старыми картами. Наиболее современные, на данный момент, Pentium уже не содержат шины ISA. Установка PCI адаптера, обычно проще чем адаптера ISA.
• Вид кабельной системы используемой в сети. (т.е. СА должна иметь соответствующий разъем) Если, например, вы будете подключаться к сети на коаксиальном кабеле (10Base-2, "тонкий" Ethernet), то вам нужна сетевая карта с соответствующим разъемом BNC).
• Необходимо учитывать поддержку данного адаптера различными операционными системами. Для того, чтобы проверить какие сетевые карты поддерживает ваша ОС надо посмотреть в "Compatibility List". В таком списке указаны чипы, которые поддерживаются, т.е.для них существуют соответствующие драйвера (для Windows, проблем с поиском драйверов, обычно, не возникает).
• Требуемая скорость передачи данных в сети.
IV. Параметры настройки сетевого адаптера.
Для правильной работы платы её параметры должны быть установлены корректно.
В их число входит:
1. Номер прерывания. (IRQ)
2. Базовый адрес порта ввода-вывода. (i/o port)
3. Базовый адрес памяти.
Платы сетевого адаптера могут использовать прерывания IRQ 3, 5, 10, 11, но если есть возможность выбирать, то рекомендуется IRQ 10, так как это значение установлено по умолчанию во многих системах.
Базовый порт ввода-вывода. Определяется канал, по которому передаются данные между устройством компьютера и процессором. Для центрального процессора порт выглядит как адрес, представленный в 16-ричном формате.
Базовый адрес памяти. Указывает на ту область ОЗУ, которая используется платой сетевого адаптера в качестве буфера. Для входящих и исходящих данных этот адрес называют начальным адресом ОЗУ. Некоторые платы имеют параметры, позволяющие задать объём памяти.
Конфигурирование сетевой платы.
Конфигурирование сетевой платы заключается в настройке ее на свободные адрес и прерывание, которые затем будут использоваться операционной системой. Адрес и прерывание(IRQ) для каждой сетевой платы должно быть свое, отличное от других устройств компьютера. Современные сетевые карты, поддерживающие технологию Plug-n-play сами выполняют эту операцию, для всех остальных необходимо проделать ее вручную Поиск незанятых адреса и прерывания зависит от программного обеспечения на нем установленного. Устройство сетевого адаптера.
В состав адаптера входит собственный процессор или процессоры, базовая система ввода/вывода, система буферной памяти и др. Компоненты платы сетевого адаптера:
1.разъем для подключения коаксиального кабеля
2.разъем для подключения кабеля витая пара
3.разъем подключения устройства к системной шине
4.разъем микросхемы постоянного запоминающего устройства системы сетевой загрузки компьютера (BOOT ROM)
5.ПЗУ - система постоянного запоминающего устройства, сохраняющая программно-аппаратные установки карты
6.процессор - микросхема контроллера платы (Chip)
Устройства, укомплектованные системой BOOT ROM способны осуществить загрузку операционной системы компьютера с использованием сетевых ресурсов при отсутствии собственных накопителей.
Сетевая карта (Ethernet-адаптер, NIC, network interface card) позволяет объединить компьютеры в локальную сеть, например, связать между собой два компьютера. Кроме того, с помощью сетевой карты к компьютеру подключается различное оборудование, например, ADSL-модем, сетевой принтер.
Сетевая карта – это устройство, конструктивно выполненное в виде платы расширения, устанавливается в PCI-слот ПК. Использование встроенной сетевой карты на материнской плате компьютера менее желательно. Так как существенная часть работы перекладывается на драйвер, загружающий центральный процессор работой по передаче кадров из оперативной памяти компьютера в сеть. Хотя, конечно, встроенный адаптер проще в изготовлении и дешевле.
Качественная сетевая карта стоит недорого, и лучше установить дополнительную, так как в случае выхода ее из строя, на время ремонта или замены неисправной карты останется запасной вариант – на МП.
К сетевой карте подключается кабель (витая пара) с наконечником типа RJ-45. Возле разъема для витой пары расположен один или более светодиод. По ним визуально определяется наличие подключения и передача данных.
Основные характеристики сетевой карты
В зависимости от сети, сетевых протоколов и конструктивных особенностей сетевые адаптеры могут выполнять различный набор функций. Главная задача сетевого адаптера – сопряжение компьютера с сетью. Любой адаптер с установленным драйвером выполняет две основные операции: передачу и прием кадров.
Кадр можно условно представить как единицу данных, которыми обмениваются компьютеры в сети Ethernet. Кадр имеет определенный формат и включает в себя как поле данных, так и различную служебную информацию, например адреса получателя и отправителя.
При попадании кадра в среду передачи данных все сетевые адаптеры принимают его одновременно и определяют адрес назначения, который находится в одном из начальных полей кадра. Если адрес совпадает с собственным адресом одного из них. Тогда кадр помещается во внутренний буфер сетевого адаптера и компьютер-адресат получает предназначенные ему данные.
В сетевых адаптерах осуществляется конвейерная схема обработки – процессы приема кадра из оперативной памяти ПК и передачи его в сеть совмещаются во времени. После приема нескольких первых байтов кадра начинается их передача. Это позволяет повысить производительность цепочки ОЗУ-адаптер-физический канал-адаптер-ОЗУ.
Имеет значение порог начала передачи – число байтов кадра. Которое загружается в буфер адаптера перед началом передачи в сеть. Адаптер самостоятельно настраивает свои параметры без участия администратора сети. Самонастройка позволяет оптимизировать скорость передачи для конкретного сочетания производительности внутренней шины компьютера. А так же его системы прерываний и системы прямого доступа к памяти.
Сетевые адаптеры базируются на специализированных интегральных схемах ASIC
Они выполняют функции МАС-уровня и высокоуровневые функции, среди которых: поддержка агента удаленного мониторинга RMON, схема приоритетности кадров, функции дистанционного управления компьютером и т. п. В серверных вариантах адаптеров почти обязательно наличие мощного процессора, разгружающего центральный процессор.
Что дает увеличение пропускной способности канала адаптера – память очень важна для повышения производительности сети в целом. Так как от этого зависит быстродействие сложного маршрута обработки кадров. Для этого требуется
- концентраторы
- глобальные каналы связи
Всегда определяется возможностями самого медленного элемента сети. Если сетевой адаптер сервера или клиентского компьютера работает медленно, даже самые быстрые коммутаторы не увеличат скорость работы сети.
Модули сетевой карты
Сетевой адаптер включает в себя: модуль согласования со средой передачи данных, входной/выходной буфер, микропроцессор, ПЗУ, модуль преобразования параллельного кода в последовательный и модуль согласования с компьютером.
Согласование со средой передачи данных зависит от ее типа. Распространена сеть Fast Ethernet с теоретической пропускной способностью 100 Мбит/с. Средой передачи данных может выступать волоконно-оптический кабель (100Base-F) или медный кабель «витая пара» (100Base-T), который имеет разновидности: экранированный (STP), неэкранированный (UTP), кабель пятой (CAT5) или третей категории (CAT3). При использовании кабеля CAT3 среда называется 100Base-T4.
Наиболее распространены адаптеры для работы с кабелем CAT5, у которого из четырех пар проводов задействованы лишь две. По одной передаются данные, а по другой – принимаются, эта среда называется 100Base-TX.
Модуль согласования со средой передачи данных обеспечивает гальваническую развязку с кабелем, для этого могут использоваться как импульсные трансформаторы, так и оптроны.
Буферы ввода-вывода данных объединены в одной микросхеме с микропроцессором, они используются для промежуточного хранения данных, по принципу «первый пришел – первый вышел» (FIFO). С помощью буфера ввода-вывода данных функции контроля за сетью перекладываются на адаптер. ЦП может не отслеживать момент передачи данных.
Процессор сетевой карты
Микропроцессор адаптера выполняет все основные функции, отвечает за окончательное формирование структуры кадра (добавление MAC-адреса источника и получателя) и вычисление контрольной суммы кадра. Данные передаются по сети не в том виде, в котором они поступают от компьютера к адаптеру, микропроцессор отвечает за логическое кодирование данных и формирование линейного кода.
Передача данных по сети связана с определенными сложностями синхронизации и ширины спектра передаваемого сигнала. При высокой скорости обмена данными и длинных последовательностях нулей или единиц в передаваемой информации даже небольшое рассогласование в тактовых частотах может привести к возникновению ошибок приема.
Для передачи данных применяется специальное логическое кодирование, а при их приеме осуществляется обратное преобразование.
Работой микропроцессора управляют микропрограмма, «зашитая» в ПЗУ процессора, и драйвер адаптера.
Для согласования адаптера с ПК предназначен модуль согласования адаптера с PCI-шиной компьютера, он выполнен в виде отдельной микросхемы.
PCI шины сетевого адаптера компьютера
Существуют типы PCI-шин, которые различаются по тактовой частоте (66– и 33-мегагерцевые). И по ширине шины данных (32– и 64-битные). Для рабочих станций используются, как правило, сетевые адаптеры с поддержкой 32-битной 33-мегагерцевой PCI-шины. А 64-битные многопортовые адаптеры устанавливаются в сервера. Пропускная способность 32-битной 33-мегагерцевой PCI-шины составляет 133 Мбайт/с. А это намного больше пропускной способности сети Fast Ethernet.
Дополнительные функции сетевых адаптеров:
- Автосогласование скорости работы
- Возможность удаленной загрузки
- Поддержка режима Bus Master
- Дистанционное включение (Wake on LAN)
- Управление питанием (ACPI)
Возможность работы в сетях Ethernet 10Base-TX и Fast Ethernet 100Base-TX с автоопределением режима работы (автосогласование) означает. Что адаптер сам определяет максимально возможную скорость функционирования. В этом случае допускается работа адаптера в неоднородной сети. А так же переход от сети Ethernet к Fast Ethernet не требует дополнительных настроек.
Модуль (Boot ROM) позволяет бездисковым рабочим станциям производить удаленную загрузку с сервера. Эта функция используется редко, некоторые сетевые адаптеры поддерживают ее опционально – есть место для установки специальной микросхемы памяти (Boot ROM), которая приобретается отдельно.
Режим Bus Master обеспечивает передачу данных непосредственно между адаптером и оперативной памятью компьютера, без ЦП. Это снижает загрузку процессора компьютера при передаче и получении данных по сети.
Дистанционное включение (Wake on LAN) позволяет запускать ПК по сети, если МП поддерживает такую возможность. Для этой цели используются 3-контактные разъемы на МП и сетевом адаптере, соединяемые специальным кабелем. Кроме того, необходимо и специальное программное обеспечение.
Поддержка режима управления питанием ACPI, позволяющая снизить энергопотребление реализуется как программными, так и аппаратными методами.
Характеристика Сетевого Адаптера
Главная характеристика адаптера – показатель его производительности – это пропускная способность. Реальная производительность адаптера зависит от конкретной модели и может быть существенно ниже, чем заявлено в спецификации.
Важной характеристикой адаптера и его драйвера является степень использования ЦП при максимальной скорости передачи. Сравнивая два адаптера с равными пропускными способностями, нужно выбрать тот, который меньше нагружает процессор.
При высокой сетевой активности компьютер с таким адаптером, который сильно загружает ЦП, будет «подвисать». Делая невозможным запуск каких-либо приложений.
Индекс эффективной производительности (Performance/Efficiency Index Ratio, P/E). Это отношение пропускной способности адаптера (измеряемой в мегабитах в секунду) к степени утилизации центрального процессора (измеряемой в процентах). Его значение позволяет сравнивать адаптеры между собой – чем выше индекс, тем более производительным является адаптер.
Читайте также: