Современные адаптеры USB—Ethernet на примере устройства Deppa
Первая статья, касающаяся в том числе и адаптеров USB—Ethernet, была опубликована на нашем сайте еще в 2000 году. Таким образом, назвать этот класс устройств новым и неизвестным никак не получается — фактически они появились сразу, как только интерфейс USB из забавной диковинки начал превращаться во что-то полезное, а позднее эволюционировали вместе с USB и Ethernet. Первые модели были рассчитаны на USB 1.1 с его максимальной пропускной способностью в 12 Мбит/с, так что требовать от них чего-либо выходящего за рамки сети-«десятки» смысла не имело. Впрочем, следующее поколение устройств уже получило поддержку Fast Ethernet, но это требовалось лишь для совместимости с прочим кабельным хозяйством — чтоб «не завалить» на 10 Мбит/с все устройства, подключенные к какому-нибудь простенькому хабу. Внедрение же спецификаций USB 2.0 с пропускной способностью до 480 Мбит/с позволило полноценно задействовать «сотку» и начать прощупывать Gigabit Ethernet (пусть и не на полной скорости, но все равно это было существенно быстрее, чем позволял предыдущий стандарт), а переход на USB 3.0 полностью закрыл вопрос с самой быстрой из массовых версий проводной сети. При наличии спроса можно будет повышать скорость и далее — просто пока это не слишком нужно.
Да и сами по себе подобные адаптеры никогда не были предметом массового спроса — настолько, что многие пользователи компьютеров об их существовании просто не знают (собственно, это одна из основных причин, по которой мы решили посмотреть на современное состояние дел в этом сегменте). Сначала поддержка сетей вообще считалась опциональной, но для самых массовых на тот момент компьютеров (то есть настольных) легко решалась при помощи плат расширения (чаще всего — чуть более быстрых, чем встроенные решения, да и лучше совместимых с операционными системами тех лет). Позднее проводная сеть стала обязательной — но точно так же обязательной стала и ее изначальная поддержка любым компьютером (неважно, настольным или мобильным), то есть наличие в нем соответствующего адаптера. На текущий момент некоторые виды компьютерной техники снова начали обходиться без поддержки проводных сетей — но в основном потому, что их пользователей более чем удовлетворяют колоссально развившиеся с тех пор беспроводные сети. Более того, и владельцы компьютеров «классических» форм-факторов даже при наличии встроенного адаптера проводного Ethernet зачастую им не пользуются никогда или почти никогда. Если же говорить об устройствах «нового образца», типа ультрабуков или планшетов, изначально рассчитанных на отсутствие привязки к конкретному месту использования, то там это тем более выполняется.
Что такое сетевой адаптер?
Главная > Частозадаваемые вопросы > Что такое сетевой адаптер?
Сетевым адаптером (другое название: сетевая плата, сетевая карта) именуется специализированное устройство компьютера, позволяющее обеспечивать связь и передачу информационных данных между двумя и более компьютерными устройствами в сети.
Сетевые адаптеры бывают следующих видов:
- 1. Адаптеры, интегрированные в системную (материнскую) плату. Чаще это наблюдается в ноутбуках.
- 2. Внешние адаптеры, подключаемые к компьютеру.
Последние, в свою очередь, имеют различия по способу подключения к компьютерному устройству. Также они отличаются шиной, через которую осуществляется обмен информацией между сетевой и материнской платой. Наибольшей популярностью в настоящее время пользуются беспроводные сетевые карты и адаптеры, имеющие разъем под, так называемую, витую пару.
Рассмотрим основные характеристики сетевых адаптеров. К ним можно отнести:
- 1. Разрядность (способность одновременно обрабатывать определенное количество битов) — от 8 до 64 битов.
- 2. Микросхему контроллера.
- 3. Шину данных — EISA, PCI, ISA, VL-Bus.
- 4. Поддержку сетевой передачи — RJ45, BNC, AUI.
- 5. MAC-адрес.
- 6. FullDuplex.
Разница в конфигурации сетевых плат определяется различием интерфейса. Хотя большинство современных устройств работают на технологии Plug&Play.
Такие драйверы, как generic, являющиеся частью операционных систем, дают возможность использовать все функции современных сетевых карт. Драйверы, предлагаемые производителями сетевых адаптеров, обладают большими возможностями.
Особенно отличаются сетевые карты, созданные на основе технологии USB, которая повышает удобство в использовании. Обязательным требованием в подобном случае является необходимость поддержки системной платой компьютера версии USB 2.0.
Приступая к выбору сетевого адаптера, следует обратить внимание на дополнительные аргументы. Это, прежде всего:
- 1. Возможность поддержки сетевым адаптером технологии Boot ROM, благодаря которой можно загружать компьютер без жесткого диска по сети.
- 2. Возможность поддержки сетевой платой технологии Wake On Lan, которая несет ответственность за такую функцию, как включение компьютерного устройства по сети.
- 3. Наличие набора индикаторов задней панели адаптера.
Рекомендуется приобретать сетевые адаптеры таких производителей как, Intel или 3Com. Также следует обратить внимание на продукцию компаний LG, D-Link, Surecom, Surecom и SMC.
Написать комментарий
Сетевой адаптер: определение и предназначение
Многие начинающие юзеры, которые только постигают основы устройства компьютера, сталкиваясь с устройством сетевой адаптер или как его еще называют многие пользователи, адаптер локальной сети впадают в полное непонимание того, зачем он нужен в компьютере, а также где он находится. Однако этот узел является очень важным, поэтому необходимо разобраться в том, что он собой представляет.
Определение
Сетевой адаптер — это одна из разновидностей периферийных устройств, которая отвечает за нормальное функционирование сети и передачу по ней информации в электронном виде, представленном в виде двоичного кода. Сетевой адаптер впаян на системной плате, а его управление его работой осуществляется на программном уровне и регулируется драйвером. В процессе работы, адаптер локальной сети осуществляет преобразование параллельных кодов, которыми оперирует электронно-вычислительная машина, в мощный непрерывный поток сигналов, передающихся по сети. Поэтому для стабильной работы этого узла компьютера необходим высокий уровень совместимости программного обеспечения и железа компьютера, в частности, информационной шины.
Настройка
Для стабильной работы адаптера локальной сети необходима его предварительная настройка. Если в контроллере реализована поддержка стандарта Plug and Play, то этот процесс происходит полностью в автоматическом режиме и никаких особых действий со стороны пользователя не требуется. Однако трудности начинаются если поддержки этой технологии нет, поскольку в этом случае необходима ручная настройка всех соответствующих параметров и режимов.
Предназначение
Итак, общее представление о сетевом адаптере у нас сформировано, поэтому теперь можно поговорить об основных функциях, которыми обладает контроллер:
— Передача электронного сигнала по сетевому кабелю. Чаще всего для этого используются трансформаторы импульсного типа, однако, иногда они заменяются оптронами.
— Обмен электронными данными, которые поступают в память адаптера локальной сети из RAM-памяти. Этот обмен возможен благодаря каналам ввода/вывода контроллера.
— Буферизация. Используется для согласования скорости обмена данными, транслирующимися по сетевому кабелю. Благодаря буферизации, сетевой адаптер способен обрабатывать целые пакеты данных, которые хранятся в буфере обмена. Помимо этого, буферизация необходима для согласования скорости передачи данных между различными машинами по локальной сети.
— Формирование пакета. При передаче данных по сети, адаптер разбивает пакеты данных на отдельные блоки, которые в дальнейшем формируются в определенный сетевой формат, содержащий всю необходимую для обмена данными информацию. При приеме данных, происходит обратный процесс, т. е. адаптер локальной сети из множества блоков формирует единый пакет данных.
— Доступ к каналу связи. В сетевом адаптере заложен ряд правил, которые обеспечивают возможность передачи данных по различным средам передачи. Помимо этого, адаптер контролирует процесс передачи, обеспечивает стабильное состояние сети и устраняет любые конфликтные ситуации, возникающие во время обмена данными.
— Идентификация собственного сетевого адреса в пакете передаваемых данных, который может храниться в программируемом постоянном запоминающем устройстве или в специальном регистре контроллера.
— Взаимное преобразование последовательного и параллельного кода при обмене данными. Исключением является активированный режим передачи, при котором используется только последовательный код.
— Кодирование и декодирование данных. Электронная информация на компьютере представлена в виде электронных импульсов, которые могут быть представлены в различных системах кодирования. Наиболее распространенной является манчестерское кодирование, в основу которого положена смена полярности, исключающая необходимость использования синхронизирующего сигнала для распознавания двоичного кода.
Физический адрес
Некоторые типы адаптеров локальной сети в процессе буферизации данных могут обращаться к ОЗУ и использовать ее для хранения принимаемых и посылаемых пакетов данных. Таким образом, для того чтобы контроллер мог без проблем отыскать кластер, в котором храниться необходимый пакет данных, используется физический адрес, представленный в виде шестнадцатеричного числа.
Разновидности сетевых адаптеров
На сегодняшний день существует три основные категории адаптеров локальной сети, которые используются при производстве материнских плат:
— Ethernet.
— FDDI.
— Token Ring.
Стоит отметить, что каждая категория контроллеров может быть дополнительно классифицирована по различным параметрам и набору определенных технических характеристик. Представитель каждой категории работает на собственной сетевой технологии, однако, каждый адаптер способен одновременно передавать данные в нескольких средах передачи. Например, наиболее распространенные адаптеры локальных сетей Ethernet способны передавать сигнал сразу по трем видам кабелей: оптоволоконный, неэкранированный и коаксиальный. Если возникает необходимость использования с сетевыми адаптерами несовместимого типа кабеля, то используются специальные устройства — конвертеры.
Физическая реализация
Как уже упоминалось ранее, адаптеры локальной сети впаяны в материнскую плату, однако, в наши дни существуют определенные разновидности внешних адаптеров, которые находятся за пределами системного блока. Наиболее ярким примером таких адаптеров являются маршрутизаторы от компании TP-Link.
Эти устройства обладают большей функциональностью и позволяют объединять несколько компьютеров по локальной сети, подключать к существующей сети несколько стационарных станций, создавать беспроводные сети, а также они выступают в качестве Wi-Fi-роутера, позволяющего подключаться к интернет с мобильных гаджетов. Существуют и сетевые адаптеры, обладающие USB-интерфейсом и обеспечивающие доступ к 3G сетям.
Функции и характеристики сетевых адаптеров
Сетевой адаптер (Network Interface Card (или Controller), NIC) вместе со своим драйвером реализует второй, канальный уровень модели открытых систем (OSI) в конечном узле сети — компьютере. Более точно, в сетевой операционной системе пара адаптер и драйвер выполняет только функции физического и MAC-уровней, в то время как LLC-уровень обычно реализуется модулем операционной системы, единым для всех драйверов и сетевых адаптеров. Собственно так оно и должно быть в соответствии с моделью стека протоколов IEEE 802. Например, в ОС Windows NT уровень LLC реализуется в модуле NDIS, общем для всех драйверов сетевых адаптеров, независимо от того, какую технологию поддерживает драйвер.
Сетевой адаптер совместно с драйвером выполняют две операции: передачу и прием кадра. Передача кадра из компьютера в кабель состоит из перечисленных ниже этапов (некоторые могут отсутствовать, в зависимости от принятых методов кодирования):
Прием кадра данных LLC через межуровневый интерфейс вместе с адресной информацией MAC-уровня. Обычно взаимодействие между протоколами внутри компьютера происходит через буферы, расположенные в оперативной памяти. Данные для передачи в сеть помещаются в эти буферы протоколами верхних уровней, которые извлекают их из дисковой памяти либо из файлового кэша с помощью подсистемы ввода/вывода операционной системы.
Оформление кадра данных MAC-уровня, в который инкапсулируется кадр LLC (с отброшенными флагами 01111110). Заполнение адресов назначения и источника, вычисление контрольной суммы.
Формирование символов кодов при использовании избыточных кодов типа 4В/5В. Скремблирование кодов для получения более равномерного спектра сигналов. Этот этап используется не во всех протоколах — например, технологияEthernet 10 Мбит/с обходится без него.
Выдача сигналов в кабель в соответствии с принятым линейным кодом — манчестерским, NRZI, MLT-3 и т. п.
Прием кадра из кабеля в компьютер включает следующие действия:
Прием из кабеля сигналов, кодирующих битовый поток.
Выделение сигналов на фоне шума. Эту операцию могут выполнять различные специализированные микросхемы или сигнальные процессоры DSP. В результате в приемнике адаптера образуется некоторая битовая последовательность, с большой степенью вероятности совпадающая с той, которая была послана передатчиком.
Если данные перед отправкой в кабель подвергались скремблированию, то они пропускаются через дескремблер, после чего в адаптере восстанавливаются символы кода, посланные передатчиком.
Проверка контрольной суммы кадра. Если она неверна, то кадр отбрасывается, а через межуровневый интерфейс наверх, протоколу LLC передается соответствующий код ошибки. Если контрольная сумма верна, то из MAC-кадра извлекается кадр LLC и передается через межуровневый интерфейс наверх, протоколу LLC. Кадр LLC помещается в буфер оперативной памяти.
Распределение обязанностей между сетевым адаптером и его драйвером стандартами не определяется, поэтому каждый производитель решает этот вопрос самостоятельно. Обычно сетевые адаптеры делятся на адаптеры для клиентских компьютеров и адаптеры для серверов.
В адаптерах для клиентских компьютеров значительная часть работы перекладывается на драйвер, тем самым адаптер оказывается проще и дешевле. Недостатком такого подхода является высокая степень загрузки центрального процессора компьютера рутинными работами по передаче кадров из оперативной памяти компьютера в сеть. Центральный процессор вынужден заниматься этой работой вместо выполнения прикладных задач пользователя.
Поэтому адаптеры, предназначенные для серверов, обычно снабжаются собственными процессорами, которые самостоятельно выполняют большую часть работы по передаче кадров из оперативной памяти в сеть и в обратном направлении. Примером такого адаптера может служить сетевой адаптер SMC EtherPower со встроенным процессором Intel i960.
В зависимости от того, какой протокол реализует адаптер, адаптеры делятся на Ethernet-адаптеры, Token Ring-адаптеры, FDDI-адаптеры и т. д. Так как протокол Fast Ethernet позволяет за счет процедуры автопереговоров автоматически выбрать скорость работы сетевого адаптера в зависимости от возможностей концентратора, то многие адаптеры Ethernet сегодня поддерживают две скорости работы и имеют в своем названии приставку 10/100. Это свойство некоторые производители называют авточувствительностью.
Сетевой адаптер перед установкой в компьютер необходимо конфигурировать. При конфигурировании адаптера обычно задаются номер прерывания IRQ, используемого адаптером, номер канала прямого доступа к памяти DMA (если адаптер поддерживает режим DMA) и базовый адрес портов ввода/вывода.
Если сетевой адаптер, аппаратура компьютера и операционная система поддерживают стандарт Plug-and-Play, то конфигурирование адаптера и его драйвера осуществляется автоматически. В противном случае нужно сначала сконфигурировать сетевой адаптер, а затем повторить параметры его конфигурации для драйвера. В общем случае, детали процедуры конфигурирования сетевого адаптера и его драйвера во многом зависят от производителя адаптера, а также от возможностей шины, для которой разработан адаптер.
Как выбрать сетевую карту (сетевой адаптер)
Покупка сетевой карты для многих компьютерных пользователей – запутанная и неприятная задача. Как правильно выбрать и что нужно знать о сетевых адаптерах – читайте в обзоре Price.ua.
Сетевая карта является основным компонентом в подключении сетевого оборудования на компьютере для осуществления обмена данными. Выбор правильного сетевого адаптера имеет большое значение для бесперебойной работы такого подключения.
Сетевые адаптеры могут служить для передачи и приема данных, как в проводной, так и беспроводной сети. Существуют различные виды сетевых адаптеров, поэтому необходимо выбрать тот, который подойдет лучше всего.
Беспроводной сетевой адаптер может иметь прикрепленную антенну, чтобы максимизировать свой потенциал. Другие модели могут иметь антенну, скрытую внутри устройства. По разновидностям сетевые платы разделяют на:
- Встроенные. Являются частью материнской платы компьютера.
- Внутренние. Предназначены для размещения в слотах материнской памяти – PCI, PCI-E.
- Внешние. Подключаются через USB, PCMCIA. Чаще всего используется в ноутбуках.
Скорость соединения
Скорость подключения является важным фактором при покупке сетевой карты. Большинство карт располагают 10 Гбит или 100 Гбит скоростью. 100 Гбит – это более быстрое из двух решений. Также сравните скорость маршрутизатора и сетевой карты. Обратите внимание на следующие обозначения – 801.11, a, b, g, n. Если аппаратное обеспечение компьютера не соответствует обозначению на карте, соединение не обеспечит максимальную скорость передачи.
Интерфейс карты
Также важным является интерфейс, к которому подключается карта. Ниже приведены три доступных интерфейса:
PCI – рекомендуется для настольных компьютеров. Адаптеры, которые подключаются непосредственно к материнской плате, поставляются как в проводных, так и в беспроводных формах сетей. Обычно серверы и рабочие компьютеры используют PCI, PCI-X или PCI-E. В зависимости от типа разъема сетевой карты будет зависеть скорость передачи данных. PCI является самым медленным интерфейсом первого поколения, PCI-X и PCI-E более быстрые типы 2 и 3 поколения. Важным моментом в выборе является наличие свободного слота PCI в материнской плате. При отсутствии такого слота, выбирайте интерфейсы 2 и 3 поколения.
USB – подключение упрощает установку сетевой карты. У таких адаптеров есть свои особенности. Если в компьютере низкая скорость USB порта, это скажется на скорости сетевой карты, поэтому убедитесь, что оба параметра совпадают. Сетевой адаптер с USB подключением полезен в тех случаях, когда устройство не имеет рабочей беспроводной сетевой карты, но имеет открытый USB-порт. В этом случае плата просто подключается к порту и обеспечивает беспроводные возможности без необходимости открывать компьютер и устанавливать сетевую карту.
PCMCIA – оптимальное решение для портативных компьютеров. Они используют для питания напряжение в 3,3 или 5 В. Есть сетевые карты, которые могут поддерживать оба вида напряжения. Спецификации PCMCIA разделена на Type I, Type II и Type III. Их различия состоят в ряде контактов и толщине. Для Type I это 3,3 мм толщины и один ряд контактов. Сетевые адаптеры типа II имеют 5 мм толщину с 2 рядами контактов, а также поддерживают устройства ввода-вывода. В картах с типом III используется 4 ряда контактов, их толщина 10,5 мм.
Внешние разъемы
Сетевая плата должна быть подключена к сети, поэтому необходим волоконно-оптический разъем для связи с другим компьютерным оборудованием. Сетевые интерфейсы подходят для разных типов сетей. Обычно используются типы разъемов RJ45, LC, SFP, SC.
Сетевой кабель
При покупке адаптера, сетевой кабель обычно не входит в комплект, если только это не является сетевым комплектом. Наиболее распространенными сетевыми кабелями являются Ethernet и Coax. Если сетевая карта имеет соединение RJ45, нужен кабель Ethernet, для разъема BNC нужен коаксиальный кабель. Если планируете подключать только два компьютера вместе, рассмотрите возможность приобретения кабеля Cross Over, который отличается от стандартного сетевого кабеля. Этот кабель позволяет подключать компьютеры без использования сетевого концентратора. Если планируется подключить компьютеры к большой сети – необходимо приобрести стандартный сетевой кабель. Для того чтобы настроить сеть с двумя или более компьютерами, понадобится сетевой концентратор или коммутатор.
