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.
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).
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.
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.
Типы Ethernet-устройств по способу подключения
Все современные сетевые адаптеры можно разделить на три типа по способу подключения: интегрированные, внутренние и внешние. Рассмотрим отдельно каждую категорию.
Интегрированные модули
Сегодня уже, наверное, невозможно встретить системную плату персонального компьютерного устройства без интегрированного сетевого контроллера. В зависимости от девайса, интегрированный модуль может иметь порт Ethernet (тип разъёма — RJ-45) для подключения кабелем либо содержать модуль Wi-Fi для беспроводной связи.
Несомненным плюсом встроенной карты является её хорошая совместимость с другим «железом», в частности, с узлами материнской платы. Среди других положительных сторон интегрированного сетевого контроллера можно выделить отсутствие проблем с драйверами, а также то, что он не занимает слоты расширения в системной плате и порты USB.
Существенным минусом встроенного адаптера является его фактическая неремонтопригодность в случае поломки. Даже если в сервисе и возьмутся за замену контроллера, ремонт может вылиться в круглую сумму. Выходом из ситуации является использование встраиваемых внутренних и внешних модулей.
Встраиваемые платы
Так же как и интегрированные модули, встраиваемые сетевые карты могут быть предназначены как для проводного, так и беспроводного соединения. В первом случае адаптер содержит, как правило, один разъём RJ-45, во втором его выделяет наличие антенны.
Существуют сетевые карты с устаревшим PCI и более современным PCI-E интерфейсом. Оба варианта предназначены для монтажа в соответствующие слоты материнской платы компьютера. Следует иметь в виду, что эти два стандарта не совместимы между собой, то есть карта с PCI-разъёмом не подойдёт к ПК с PCI-E-слотом, и наоборот.
Что касается ноутбуков, то уже в относительно новых моделях замена сетевой карты не предусмотрена, чип впаян в материнскую плату. В случае поломки последнего, единственный альтернативный вариант — внешний USB-адаптер.
Среди достоинств встраиваемых внутренних модулей — наличие опции автоматического определения и включения Plug and Play, большая база драйверов, широкий выбор устройств на рынке и их низкая стоимость. Среди недостатков — нужны некоторые знания для установки и настройки, кроме того драйвера многих встраиваемых карт пишутся программистами исключительно под Windows.
Внешний Ethernet-адаптер
Внешний сетевой адаптер представляет собой отдельное устройство в корпусе, подключаемое к USB-портам ПК или ноутбука. Такие модули бывают со стандартным портом Ethernet для проводного соединения и блоком Wi-Fi для беспроводного подключения. USB-сетевые карты с Wi-Fi в последние годы пользуются большой популярностью у пользователей благодаря мобильности, универсальности и простоте в использовании.
Пользователям компьютеров от компании Apple повезло меньше. В их девайсах используется фирменный стандарт Ethernet-адаптеров с интерфейсом Thunderbolt для внешнего подключения, несовместимый с прочими устройствами.
В современных операционных системах настройка внешнего адаптера для проводного подключения происходит в автоматическом режиме, что является несомненным плюсом таких карт. Ситуация с адаптерами Wi-Fi менее радужная, особенно в отношении среды Linux. Часто от пользователей требуются дополнительные шаги по их настройке.
Тем не менее, внешние сетевые карты — незаменимое решение во многих случаях. Например, когда сгорел интегрированный в устройство модуль, а в системном блоке все слоты уже заняты, либо просто необходимо подключение «по воздуху».
Определение и объяснение
Сетевой адаптер — это устройство, которое позволяет принимать байтовые пакеты информации и преобразовывать их в удобочитаемую форму для операционной системы, установленной на компьютере. Не особо понятно? – давайте разберёмся теперь поподробнее.
Смотрите, вся компьютерная техника может общаться только путём языка нулей и единиц, или по-другому, с помощью «Бинарного кода». С приходом в наш мир сетей, компьютеры научились разговаривать и общаться между собой. Для этого используют два вида подключения:
Но просто так подключить к сети компьютер не получится. Он должен иметь определённое устройство, которое способна не просто принимать и отправлять сигналы в нужной кодировке, но также проверять их на наличие ошибок.
Для этого и был изобретён сетевой адаптер или «Network Adapter». Он, по сути, переводит электрические импульсы от такого-же адаптера в код, который понятен компьютеру. При чем между двумя конечными устройствами, может быть огромное количество коммутатором, маршрутизаторов и других сетевых устройств.
Назначение устройства
Сетевая плата, NIC или Ethernet-адаптер – компонент в компьютере или в ноутбуке, с помощью которого можно соединить устройство с другими в сети. Это требуется как для доступа к локальной сети, так и интернету. Кроме того, девайс используется для принтера, установленного удаленно.
Любой, даже самый навороченный компьютер, без соединения с другими, существенно проигрывает в функциональности – по сути, это мощный мультимедийный центр и по совместительству игровая консоль, а также иногда печатная машинка.
Однако современному человеку, помимо всего этого, часто требуется доступ в интернет – как для развлечения, так и по работе. Копировать же, новые файлы с помощью флешки или оптического диска, долго и не всегда удобно. Да и зачем это делать, если все данные давно есть в глобальной паутине?
Концентратор (хаб) и коммутатор (свитч)
Концентратор ( хаб ) используется, если в сети участвует больше 2 компьютеров. К нему сходятся все сетевые кабели витой пары в топологии звезда . Сигнал хаба получают все ПК сети, а не только та сетевая карта , которой адресован пакет данных. В настоящее время концентраторы сняты с производства и встречаются редко. Внешне свитч или коммутатор ( Switch ) практически не отличается от Hub , но коммутатор ( Switch ) — более интеллектуальное устройство, где есть свой процессор , внутренняя шина и буферная память . Если концентратор просто передает пакеты от одного порта ко всем остальным, то Switch анализирует Mac адреса, откуда и куда отправлен пакет информации и соединяет только эти компьютеры, в то время как остальные каналы остаются свободными. Это позволяет намного увеличить производительность сети, так как уменьшает количество паразитного трафика и обеспечивает большую фактическую скорость передачи данных, особенно в сетях с большим количеством пользователей – рис. 1.9.
Итак, концентратор обозначается значком и его основная функция — это повторение сигналов, поступающих на один из его портов, на всех остальных портах ( Ethernet ).
Сетевой коммутатор , или свитч, обозначается значком и в отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передает данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.
Давайте рассмотрим принцип работы коммутатора более детально. Коммутатор хранит в памяти таблицу, в которой указывается соответствие MAC -адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры и, определив MAC — адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр , предназначенный для хоста, MAC — адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт , указанный в таблице. Если MAC — адрес хоста-получателя еще не известен, то кадр будет продублирован на все интерфейсы. Со временем коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов, и в результате трафик локализуется.
Администрирование и создание локальных сетей с помощью программ
Бывают ситуации, когда необходимо сделать локальную сеть, но это физически невозможно. На помощь приходит программное обеспечение, позволяющее создавать виртуальные локальные сети. Существуют разные программы для создания администрирования локальных сетей. Расскажем о паре из них:
RAdmin
Очень удобное приложение, позволяющее работать с локальной сетью или VPN в пару кликов. Основные функции программы это: удаленное управление компьютером с просмотром удаленного рабочего стола, передача файлов. Также программа может помочь геймерам, играющим по локальной сети.
Hamachi
Пожалуй, самая популярная программа в данной категории. Может создавать виртуальные локальные сети с собственным сервером. Позволяет переписываться, передавать файлы и играть в игры по сети. Также имеет клиент для Android.
