ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА СЕТЕВАЯ КАРТА

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА СЕТЕВАЯ КАРТА

Ethernet-адаптер разработан для соединения компьютерных устройств в локальную сеть. У Network interface controller, обеспечивающего интернет-подключение, основная характеристика – скорость передачи данных. Для сопряжения с компьютерным устройством NIC использует высокоскоростные интерфейсы. Существует 4 конструктивных вида компьютерных плат. Все они имеют основные плюсы и минусы.

Виды, на которые делятся микросхемы по физической реализации:

• интегрированные – как следует из названия, встроенные в материнскую плату;
• беспроводные – для сетей bluetooth и WiFi;
• внутренние (отдельные платы) – подключаются через PCI, вставляются в PCI-E или ISA слот;
• внешние сетевые карты для ноутбуков – стоят недорого, подключаются через USB.

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

1. концентраторы
2. 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.

Основные характеристики

Помимо форм-фактора и интерфейса для подключения, сетевые адаптеры имеют множество других характеристик. Важнейшей из них является скорость приёма/передачи данных, которая в современных моделях достигает 1000 Мбит в секунду.

Среди прочих параметров, наличие или отсутствие которых напрямую отражается на стоимости устройства, можно выделить:

• удалённое пробуждение (Wake-on-LAN) — даёт возможность удалённого включения компьютера;
• опция Jumbo Frame — увеличивает размер пакетов, обрабатываемых системой, снижая нагрузку на процессор;
• величина буферной памяти — чем она больше, тем производительней карта;
• совместимость драйверов — многие сетевые карты работают только с Windows не поддерживаются Linux-системами.

Дискретная сетевая карта или встроенная?

Иногда возникает необходимость поставить дополнительную сетевую карту, даже если у вас имеется рабочая встроенная в материнскую плату. Почему? Я уже неоднократно говорил, что устройства, которые произведены для выполнения какой-то одной задачи гораздо лучше, чем совмещенные. Поэтому и дискретная, то есть отдельная, как правило, более надежна и стабильна в работе, чем встроенная сетевая карта, которая установлена по умолчанию в материнской плате. Хороший производитель делает весь упор на качество работы карты, а это означает, что не будет экономии на ее компонентах, например, чипсете. Также дискретные сетевые платы имеют ряд других дополнительных особенностей, например грозозащита — не редки примеры, когда во время грозы в работающем компьютере сгорала встроенная в материнку сетевая карточка.

Перед тем, как пойти в магазин, нужно задать себе несколько вопросов, которые сориентируют вас, на какой продукт обратить внимание:

• Как будет осуществляться доступ компьютера в интернет или сеть — по WiFi или через сетевой кабель?
• Нужна ли сетевая карта для использования в домашних условиях или на крупной фирме?
• Это будет ноутбук или ПК и есть ли в них соответствующие разъемы — PCI, USB
• Какой бюджет?

Для компьютера

Для стационарного компьютера пециалисты советуют выбирать карту, совместимую с PCI-шиной, которая последовательно осуществляет обмен данными через витую пару. При этом нужно знать о том, что PCI-шина более распространена, и она совмещается с технологией IBM. В случае если устройство компьютера выполнено по другой схеме, это может быть МАС, нужно выбирать сетевую карту, которая сможет работать по витой паре. Приобретая подобную карту, необходимо познакомиться с вариантами подключения. Может случиться так, что, купив сетевую карту, ее невозможно будет подключить, потому что некоторые шины не совмещаются друг с другом ни электрически, ни программно.

Для ноутбука

Сетевая карта для ноутбука внешне выглядит немного по-другому из-за особенностей портативных разъемов на материнской плате ноута. Новичку купить ее и поменять будет сложнее, поэтому лучший вариант — отнести его в сервисный центр, где это сделают специалисты, либо подключить USB-адаптер (на картинке ниже 2 сетевые карты для ноута — кабельная и беспроводная).

Конструкционные особенности и принцип работы

Из чего состоит такое устройство? Даже в самой простой конструкции должны присутствовать следующие элементы:

• Входной и выходной буферы;
• Кодер и декодер;
• Передающий и приемный сдвиговые регистры;
• Физический интерфейс;
• Блок подсчета;
• Логика управления.

Если объяснять принцип работы адаптера простыми словами, следует помнить, что обмен информацией ведется покадрово. При передаче ПК помещает пакет во входной буфер и выдает команду на отправку. Дождавшись окна для передачи, логика копирует данные в передающий регистр, где параллельные данные трансформируются в последовательный поток битов.

Кодер преобразует этот биполярный код в код, для передачи (в случае с Ethernet это так называемый «Манчестерский код», который уже отправляется «гулять по проводам» пока не достигнет адресата. Прием информации из сети происходит по этому же принципу, но в обратной последовательности.

Важно знать, что любая сетевая карта имеет уникальный MAC-адрес, по которому ее можно идентифицировать среди миллионов аналогичных девайсов. И если для продвинутого пользователя бан по IP не вызывает затруднений (достаточно запустить VPN и зайти под другим адресом), то блокировка по MAC – проблема гораздо серьезнее.

Требуется изменение конфигурации сетевухи на аппаратном уровне, что подразумевает полную перепрошивку. Так что, если вас где-то забанили по MAC, наименее затратный способ обхода блокировки – установка дополнительного сетевого адаптера.В среде айтишников, некогда гуляла шутка про еще более серьезный метод блокировки – так называемый супербан. Суть его в том, что один из администраторов форума или сайта лично посещает пользователя и бьет ему лицо, раз и навсегда отбивая охоту флудить и прочими способами нарушать условия пользовательского соглашения.

Однако медаль имеет и обратную сторону: владелец Wi-Fi роутера может разрешить доступ в сеть только некоторым устройствам по MAC-адресу. Это актуально в случае, если ваш, продвинутый в техническом плане сосед, не желая платить за интернет, пользуется вашим каналом.

Прощаться рано

Можно было бы на этом и закончить. Но, нет. Ведь внешние сетевые карты так разнообразны, что об этом стоит еще поговорить.

Есть такая разновидность сетевой карты как серверная. Использовать ее могут только в системах продвинутых и высокопроизводительных. Конечно, сравниваем с обычным сетевым адаптером. Интерфейс они все-таки имеют стандартный. Это расширенный PCI-X или обычный PCI.

На картинке ниже пример серверной сетевой карты.

Серверная сетевая карта Серверная сетевая карта

Хорошо видно, что сетевых адаптеров здесь четыре. Но все они находятся в одной устройстве. И каждый разъем обладает своим двенадцатизначным идентификатором, то есть МАС адресом. Хотя IP адрес для всей группы адаптеров может быть присвоен один. А операционная система воспринимает эту группу карт как единое целое.

Что такое МАС адрес? Это, Media Access Control — переводится как управление допуском к среде. Адрес всегда уникален и двух одинаковых адресов, конечно, не может быть.

Объединение портов дело не простое, и возможно оно благодаря технологии Port Aggregation. Название и обозначает объединение. И это значит, что несколько сегментов сети могут быть объединены в один. Так возрастает производительность. Ну и соответственно, когда все сетевые поты объединяются в один, то речь уже идет о производительности одного, то есть единого порта. И мощность его равна числу умноженному на количество этих портов.

Для работы серверных сетевых карт предусмотрены два режима. С ними сейчас и познакомимся. К каждой карте в комплекте идет программное обеспечение. С его помощью каждый из присутствующих портов можно сделать активным или резервным.

Есть еще режим, когда сетевой трафик распределяется на активные сегменты равномерно. Это режим распределения и он позволяет снижать на адаптер общую нагрузку. При режиме восстановления, когда связь внезапно исчезает, она восстанавливает. То есть режим обеспечивает бесперебойность связи между сетью и картой.

Удобно ли пользоваться серверной картой на компьютере?

Все зависит от того, насколько сложен ваш ПК. Если «наворотов» очень много, тогда, чтобы не загружать центральный процессор, серверная карта может взять на себя часть функций, например, вести подсчет сумм кадров данных. Эти данные передаются по сети. Так же она может и генерировать данные.

Подобные адаптеры снабжены большими интегральными схемами. Короткая аббревиатура БИС. Именно они и выполняют кое-какие функции. Например, собирают и разбирают пакеты данных, обнаруживают столкновения и так далее.

Процессор благодаря деятельности серверной карты разгружается. Впрочем и без того проблем у него много.

Из чего состоит сетевая карта?

1. Процессор или чип. Процессор в сетевой карте есть только в том случае, если карта нужна для сервера, а не стационарного компьютера. Увы, в отличие от звуковых и видеокарт, обычные сетевые карты не имеют собственного процессора, а поэтому обращаются к центральному, и тот уже в свою очередь выполняет свою работу: передает кадры из оперативной памяти компьютера в сеть. И в обратном направлении тоже.

2. Разьем RJ-45. Предназначен для патч-корда, который может идти как от коммутатора рабочей группы (штуки, которая объединяет все компьютеры в одном кабинете какой-нибудь большой фирмы, к примеру), так и от роутера (в очень маленьких сетях, как у меня дома).

3. Слот для BootRom. Есть не всегда. Что это? Знаете, иногда информация в некоторых фирмах настолько кондефициальна и защищена, что обычные компьютеры просто не снабжают жесткими дисками. BootRom, в свою очередь, является такой штукой, которая помогает подключиться к жесткому диску сервера и позволить обычному компьютеру работать с ним. Эта микросхема ведь имеет в себе код, который позволяет подключиться к сети даже без жесткого диска.

Где находится в операционной системе

Посмотреть адаптер и его настройки можно в разделе «Сетевые подключения». Просто нажмите одновременно две клавиши «R» и «Win» и пропишите команду «ncpa.cpl».

Теперь вы увидите все ваши физические и даже виртуальные адаптеры. Но чаще всего их от 1 до 2 штук. Если с компьютерами есть значок лесенки — это Wi-Fi модуль. А если вы видите «коннектор» от провода – то это физическое сетевое подключение или та самая сетевая карта для проводного коннекта.