Какие протоколы реализует сетевой адаптер компьютера

Обновлено: 16.05.2024

Сетевые адаптеры или NIC (Network Interface Card) – это сетевое оборудование, обеспечивающее функционирование сети на физическом и канальном уровнях [7].

Сетевой адаптер относится к периферийному устройству компьютера, непосредственно взаимодействующему со средой передачи данных, которая прямо или через другое коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами. Это устройство решает задачи надежного обмена двоичными данными, представленными соответствующими электромагнитными сигналами, по внешним линиям связи. Как и любой контроллер компьютера, сетевой адаптер работает под управлением драйвера операционной системы, и распределение функций между сетевым адаптером и драйвером может изменяться от реализации к реализации.

Компьютер, будь то сервер или рабочая станция, подключается к сети с помощью внутренней платы – сетевого адаптера (хотя бывают и внешние сетевые адаптеры, подключаемые к компьютеру через параллельный порт). Сетевой адаптер вставляется в гнездо материнской платы. Карты сетевых адаптеров устанавливаются на каждой рабочей станции и на файловом сервере. Рабочая станция отправляет запрос к файловому серверу и получает ответ через сетевой адаптер, когда файловый сервер готов. Сетевые адаптеры преобразуют параллельные коды, используемые внутри компьютера и представленные маломощными сигналами, в последовательный поток мощных сигналов для передачи данных по внешней сети. Сетевые адаптеры должны быть совместимы с кабельной системой сети, внутренней информационной шиной ПК и сетевой операционной системой.

Настройка сетевого адаптера и трансивера

Для работы ПК в сети надо правильно установить и настроить сетевой адаптер. Для адаптеров, отвечающих стандарту PnP, настройка производится автоматически. В ином случае необходимо настроить линию запроса на прерывание IRQ (Interrupt Request Line) и адрес ввода/вывода (Input/Output address).

Обычно сетевая карта работает с конфликтами, если двум устройствам назначен один и тот же ресурс (запроса на прерывание или адрес ввода/вывода). Сетевые карты поддерживают различные типы сетевых соединений. Физический интерфейс между самой сетевой картой и сетью называют трансивером (transceiver) – это устройство, которое как получает, так и посылает данные. Трансиверы на сетевых картах могут получать и посылать цифровые и аналоговые сигналы. Тип интерфейса, который использует сетевая карта, часто может быть физически определен на сетевой карте. Перемычки, или джамперы (маленькие перемычки, соединяющие два контакта), могут быть настроены для указания типа трансивера, который должна использовать сетевая карта в соответствии со схемой сети. Например, перемычка в одном положении может включить разъем RJ-45 для поддержки сети типа витая пара, в другом – поддержку внешнего трансивера.

Функции сетевых адаптеров

1. Гальваническая развязка с коаксиальным кабелем или витой парой. Для этой цели используются импульсные трансформаторы. Иногда дя развязки используются оптроны.

2. Прием (передача) данных. Данные передаются из ОЗУ ПК в адаптер или из адаптера в память ПК через программируемый канал ввода/вывода, канал прямого доступа или разделяемую память.

3. Буферизация. Для согласования скоростей пересылки данных в адаптер или из него со скоростью обмена по сети используются буфера. Во время обработки в сетевом адаптере, данные хранятся в буфере. Буфер позволяет адаптеру осуществлять доступ ко всему пакету информации. Использование буферов необходимо для согласования между собой скоростей обработки информации различными компонентами ЛВС.

4. Формирование пакета. Сетевой адаптер должен разделить данные на блоки в режиме передачи (или соединить их в режиме приема) данных и оформить в виде кадра определенного формата. Кадр включает несколько служебных полей, среди которых имеется адрес компьютера назначения и контрольная сумма кадра, по которой сетевой адаптер станции назначения делает вывод о корректности доставленной по сети информации.

5. Доступ к каналу связи. Набор правил, обеспечивающих доступ к среде передачи. Выявление конфликтных ситуаций и контроль состояния сети.

6. Идентификация своего адреса в принимаемом пакете. Физический адрес адаптера может определяться установкой переключателей, храниться в специальном регистре или прошиваться в ППЗУ.

7. Преобразование параллельного кода в последовательный код при передаче данных, и из последовательного кода в параллельный при приеме. В режиме передачи данные передаются по каналу связи в последовательном коде.

8. Кодирование и декодирование данных. На этом этапе должны быть сформированы электрические сигналы, используемые для представления данных. Большинство сетевых адаптеров для этой цели используют манчестерское кодирование. Этот метод не требует передачи синхронизирующих сигналов для распознавания единиц и нулей по уровням сигналов, а вместо этого для представления 1 и 0 используется перемена полярности сигнала.

9. Передача или прием импульсов. В режиме передачи закодированные электрические импульсы данных передаются в кабель (при приеме импульсы направляются на декодирование).

Сетевые адаптеры вместе с сетевым программным обеспечением способны распознавать и обрабатывать ошибки, которые могут возникнуть из-за электрических помех, коллизий или плохой работы оборудования.

Базовый, или физический, адрес

Некоторые сетевые адаптеры имеют возможность использовать оперативную память ПК в качестве буфера для хранения входящих и исходящих пакетов данных. Базовый адрес (Base Memory Address) представляет собой шестнадцатеричное число, которое указывает на адрес в оперативной памяти, где находится этот буфер. Важно выбрать базовый адрес без конфликтов с другими устройствами.

Типы сетевых адаптеров

Сетевые адаптеры различаются по типу и разрядности используемой в компьютере внутренней шины данных – ISA, EISA, PCI, MCA.

Сетевые адаптеры различаются также по типу принятой в сети сетевой технологии – Ethernet, Token Ring, FDDI и т.п. Как правило, конкретная модель сетевого адаптера работает по определенной сетевой технологии (например, Ethernet). В связи с тем, что для каждой технологии сейчас имеется возможность использования различных сред передачи данных (тот же Ethernet поддерживает коаксиальный кабель, неэкранированную витую пару и оптоволоконный кабель), сетевой адаптер может поддерживать как одну, так и одновременно несколько сред. В случае, когда сетевой адаптер поддерживает только одну среду передачи данных, а необходимо использовать другую, применяются трансиверы и конверторы.

Различные типы сетевых адаптеров отличаются не только методами доступа к среде и протоколами, но еще и следующими параметрами:

- объем буфера для пакета;

- совместимость с различными микропроцессорами;

- использование прямого доступа к памяти (DMA);

- адресация портов ввода/вывода и запросов прерывания;

Наиболее известны следующие типы адаптеров:

Адаптеры Ethernet представляют собой плату, которая вставляется в свободный слот материнской (системной) платы компьютера. Чаще всего адаптеры Ethernet имеют для связи с сетью два внешних разъема: для коаксиального кабеля (разъем BNC) и для кабеля на витой паре. Для выбора типа кабеля применяются перемычки или переключатели, которые устанавливаются перед подключением адаптера к сети.

Адаптеры Fast Ethernet производятся изготовителями с учетом определенного типа среды передачи. Сетевой кабель при этом подключается непосредственно к адаптеру (без трансивера).

Оптические адаптеры стандарта 10BASE-FL могут устанавливаться в компьютеры с шинами ISA, PCI, МСА. Эти адаптеры позволяют отказаться от внешних преобразователей среды и от микротрансиверов. При установке этих адаптеров возможна реализация полнодуплексного режима обмена информацией. Для повышения универсальности в оптических адаптерах сохраняется возможность соединения по витой паре с разъемом RJ-45.

Для спецификации 100BASE-FX соединение концентратора и адаптера по оптоволокну осуществляется с использованием оптических соединителей типа SC или ST. Выбор типа оптического соединителя (SC или ST) зависит от того, новая или старая это инсталляция. Для этой спецификации выпускаются сетевые адаптеры, совместимые с шиной PCI. Адаптеры способны поддерживать как полудуплексный, так и полнодуплексный режим работы. Для облегчения настройки и эксплуатации на переднюю панель адаптера вынесено несколько индикаторов состояния. Кроме того, существуют модели адаптеров, способные работать как по одномодовому, так и по многомодовому оптоволоконному кабелю.

Сетевые адаптеры для технологии Gigabit Ethernet предназначены для установки в сервера и мощные рабочие станции. Для повышения эффективности работы они способны поддерживать полнодуплексный режим обмена информацией.

Адаптеры FDDI могут использоваться на разнообразных рабочих станциях и в устройствах межсетевого взаимодействия – мостах и маршрутизаторах. Существуют адаптеры FDDI, предназначенные для работы со всеми распространенными шинами: ISA, EISA, VESA Local Bus (VLB) и т. д. В сети FDDI такие устройства, как рабочие станции или мосты и подсоединяются к кольцу через адаптеры одного из двух типов: с двойным (DAS) или одиночным (SAS) подключением. Адаптеры DAS осуществляют физическое соединение устройств как с первичным, так и со вторичным кольцом, что повышает отказоустойчивость сети. Такой адаптер имеет два разъема (розетки) оптического интерфейса. Адаптеры SAS подключают рабочие станции к концентратору FDDI через одиночную оптоволоконную линию в звездообразной топологии. Эти адаптеры представляют собой плату, на которой наряду с электронными компонентами установлен оптический трансивер с разъемом (розеткой) оптического интерфейса.

Копирование информации со страницы разрешается только с указанием ссылки на данный сайт

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 (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.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА СЕТЕВАЯ КАРТА

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.

СЕТЕВАЯ КАРТА

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.

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.

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.

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.

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.

Современный модем - сложное устройство, состоящее из нескольких основных блоков и компонентов, обеспечивающих его функционирование.

Компоненты модема

Контроллер - реализует протоколы сжатия данных и коррекции ошибок. Кроме того, является связующим звеном между модемом и программным обеспечением компьютера (реализует программный интерфейс).
Кодек - осуществляет двустороннее преобразование аналогового сигнала, поступающего из линии, в поток цифровых данных.
ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - микросхема памяти, хранящая в себе программу работы модема, также называемую "прошивкой".
ОЗУ ( оперативное запоминающее устройство ) - микросхема оперативной памяти, хранящая данные до первого выключения питания. Предназначена для хранения и последующей обработки потока данных. Иногда в ней же хранятся текущие настройки для работы модема.

Основные функциональные блоки

Со стороны телефонной линии самым первым устройством является блок интерфейса с телефонной линией. Основными функциями этого блока являются:

обеспечение физического соединения с телефонной линией;
защита от перенапряжения и радиопомех;
набор номера;
фиксация звонков;
гальваническая развязка внутренних цепей модема и телефонной линии;
согласование импеданса.

Далее сигналы попадают в дифференциальную систему, цель которой - разделение выходных и входных сигналов и компенсация влияния собственного сигнала на входные цепи. В наиболее простых моделях модемов этот узел исполняется в виде пассивной схемы, что зачастую приводит к сильной зависимости качества работы блока от сопротивления конкретной телефонной линии. Избавиться от такой зависимости могут только модели с активной дифференциальной системой, где необходимый для компенсации сигнал постоянно вычисляется сигнальным процессором и, "вычитаемый" из входного сигнала, обеспечивает необходимый уровень компенсации.

Подготовленные таким образом сигналы попадают на ряд фильтров, усиливаются и оцифровываются с помощью АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) в блоке формирования аналоговых фронтов, так что дальнейшая обработка производится в цифровом виде.

Обработанная информация поступает в цифровой сигнальный процессор ( DSP ), который и выделяет из нее на основе математических методов ? "нули" и ?"единицы". Именно возможностями цифровой обработки сигнала этого блока определяется качество и скоростные возможности модемов.

Поддержка интерфейса с компьютером, управление DSP , реализация протоколов аппаратной коррекции ошибок и сжатия данных, управление интерфейсом с пользователем (индикаторы, кнопки и джамперы настройки), а также управление энергонезависимой памятью находящихся в контроллере модема.

При этом если ранее микропрограмма хранилась в ПЗУ, изготовленном и "прошитом" на заводе, то теперь производители все чаще стали помещать ее в перезаписываемую флэш-память, что позволяет обновлять программу без аппаратного вмешательства.

Теперь пора вкратце рассмотреть механизмы защиты от аналогового хаоса. Чипсет действительно хорошего модема обязан для успешной работы в наших условиях обладать двумя скрытыми, но очень важными (и сложными в реализации) функциональными блоками - эхо-компенсации и эквалайзера .

Эхо-компенсатор предназначен для борьбы с эхо-сигналом. Эквалайзер также вносит немаловажный вклад в повышение скорости и устойчивости связи, согласовывая частотные характеристики приемопередатчика модема и конкретной телефонной линии.

Основным сдерживающим фактором, препятствующим "бесконечному" увеличению скорости передачи данных с помощью модемов, является качество аналоговых телефонных линий связи.

Для управления "интеллектуальными" модемами используются специальные связные программы - программы работающие под управлением операционной системы ЭВМ. При этом используется, в основном, набор команд, передаваемых модемом либо через связной порт компьютера (для внешних модемов), либо через общую шину (для внутренних модемов). Перед началом работы, пользователь может задать некоторые параметры взаимодействия компьютера и модема. Связные программы создают ряд возможностей, упрощающих управление модемом:

хранение справочников телефонов
хранение наборов команд управления для разных модемов
макроязык для написания управляющих программ

Сетевая плата

Сетевая плата (англ. network interface card) - периферийное устройство , позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

Классификация сетевых карт

По физической реализации сетевые платы делятся на:

внутренние - отдельные платы, вставляющиеся в PCI , ISA или PCI-E слот
внешние, подключающиеся через USB или PCMCIA интерфейс, преимущественно использовавшиеся в ноутбуках
встроенные в материнскую плату

На 10-мегабитных сетевых платах для подключения к локальной сети используются 3 типа разъемов:

8P8C для витой пары (используется для подключения ПУ)
BNC -коннектор для тонкого коаксиального кабеля
15-контактный разъем трансивера для толстого коаксиального кабеля

На 100-мегабитных платах устанавливают только разъем для витой пары ( 8P8C , ошибочно называемый RJ-45 ).

Рядом с разъемом для витой пары устанавливают один или несколько информационных светодиодов, сообщающих о наличии подключения и передаче информации.

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 МАС -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 МАС -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. Скрэмблирование кодов для получения более равномерного спектра сигналов. Этот этап используется не во всех протоколах - например, технология Ethernet 10 Мбит/с обходится без него. Выдача сигналов в кабель в соответствии с принятым линейным кодом - манчестерским, NRZ1. 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 скрэмблированию, то они пропускаются через дескрэмблер, 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 МАС -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. 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 SMS 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.

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 DNf А ) 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.

Периферийное устройство сетевой адаптер выполняет особую функцию, обеспечивая электронную связь с сайтами или другими пользователями во всемирной паутине. Важнейший аппаратный компонент системы постоянно совершенствуется, появляются новые модели с большей скоростью передачи данных.

Что такое сетевой адаптер?

Крайне редко сейчас ПК используется отдельно без выхода в интернет, не взаимодействуя с другими домашними или офисными аппаратами. Для превращения компьютера в полноценное устройство требуется наличие дополнительного элемента – сетевого адаптера (альтернативное название NIC, сетевой интерфейс). Практически все современные приборы имеют интегрированную в материнской плате карту с поддержкой Ethernet. Приобретение вспомогательных адаптеров производится для улучшения скорости соединения или подключения к новым видам сети.

Как выглядит сетевой адаптер?

Современные модели такого устройства в зависимости от разновидности внешним видом сильно отличаются. Внутренняя сетевая карта больше напоминает одну из плат компьютера, а внешние адаптеры похожи на стандартную флешку или переходник USB. Для улучшения качества связи многие компоненты снабжены наружной небольшой антенной, что крайне важно для беспроводного соединения.

Основные элементы сетевого адаптера:

Контроллер – фактически является мини-процессором для обработки данных.
Порт для соединения с кабелями Ethernet.
Интерфейс шины – имеется в сетевых адаптерах внутреннего типа для подключения к соответствующему слоту.
Карты внешнего типа имеют штекер USB или разъемы подключения другого типа (ранее широко встречались PCMCIA, LPT).
Индикаторы – светодиоды для определения работоспособности прибора.
Разъем для подключения проводного интернета.
Антенна (для усиления сигнала при беспроводном подключении).

Для чего нужен сетевой адаптер?

Данный элемент системы является посредником между ПК или сервером и внешней сетью. Основная функция сетевого адаптера – решать задачи по обмену данными, используя имеющиеся линии связи. Современные NIC способны производить следующие действия:

Осуществлять передачу информационного сигнала.
Преобразовывать логические сигналы в сетевые и наоборот.
Осуществлять кодировку сигналов при передаче и приеме.
Распознавать принятые пакеты данных.
Производить прямое преобразование параллельного кода в последовательный и осуществлять обратный процесс.
Выполнять буферизацию данных.
Предоставлять доступ к сети.
Осуществлять подсчет контрольной суммы пакетных данных для исправления ошибок.

Виды сетевого адаптера

Стандарты передачи данных постоянно обновляются, скорость возрастает, появляются новые разновидности разъемов. Используемый в современных приборах сетевой контроллер может отличаться методами доступа к сети и следующими параметрами:

Типом используемой шины.
Размером буфера для пакетных данных.
Скоростью передачи.
Быстродействием.
Совместимостью с разными процессорами.
Использованием технологии DMA.
Конструкцией разъемов.

Внешний сетевой адаптер

Данный вид карт используется владельцами ноутбуков или ПК, запросы которых не удовлетворяет встроенный NIC. Подключение такого прибора выполняется сравнительно проще, чем установка внутреннего адаптера. Связано это с желанием увеличить скорость передачи пакетов, усилить прием сигнала, задействовать в работе оборудования новые стандарты. Настройка устройства на современных ОС происходит преимущественно автоматически, модели старого образца приходится запускать с применением специальных драйверов.

Разновидности внешних сетевых карт в зависимости от используемого интерфейса:

Внутренний сетевой адаптер

Элементы системы, предназначенные для работы с Wi-Fi сетью, могут поставляться с внешними антеннами, что существенно расширяет радиус их действия. Внутренний сетевой адаптер – это дополнительное устройство, которое в отличие от интегрированной карты приходиться приобретать отдельно. По конструкции они являются платами, которые требуется подключать внутри корпуса к слоту PCIe и прикручивать к корпусу. Если в стационарном ПК данный вариант реализовать легко, то к ноутбуку он не подходит.

Виды внутреннего адаптера по конструкции:

Виртуальный сетевой адаптер

Здесь имеем дело не с физическим устройством, а условным интерфейсом, работающим при помощи программного обеспечения. Разбираясь, что это такое сетевой адаптер виртуального типа, нужно иметь в виду технологическую систему для подключения электронных устройств. Часто их применяют при создании частных сетей VPN с целью создания безопасного соединения. В большинстве ОС существуют разделы для настройки данного компонента. После установки виртуального адаптера его подключают к сети.

Классификация сетевых адаптеров

Многие устройства NIC внешне выглядят практически одинаковыми, но сильно отличаются по рабочим параметрам. Сетевой адаптер для компьютера относят к разному типу в зависимости от следующих нюансов:

По способу сетевого подключения – проводные и беспроводные приборы.
С учетом поколения шины – ISA, PCI, PCIe и другие.
С учетом разновидности используемого порта – сетевой адаптер с портом для витой пары RJ-45, устройства с AUI и BNC (для коаксиальных проводов разного типа), NIC с оптическим портом.
С учетом скорости передачи – от 10 Мбит/с до 25 Гбит/с.
Согласно области применения – для ноутбуков, бытовых ПК, крупных производительных серверов.

Проводной сетевой адаптер

Самый популярный ныне способ подключения такого устройства к ПК или смартфону – использование порта USB. Разбираясь на примерах, что это сетевой адаптер, можно встретить несколько разновидностей приборов. В простейшем случае он имеем коробочку, на корпусе которой имеется распространенный разъем RJ-45, служащий для подсоединения проводного интернета. На другой стороне ее находится небольшой провод со штекером USB. Более универсальные модели являются функциональными переходниками, обеспечивающими дополнительное подсоединение нескольких периферийных устройств.

Беспроводной сетевой адаптер

Если в ПК не имеется встроенного NIC с поддержкой протокола Wi-Fi или его радиус приема не устраивает пользователя, приходится доукомплектовывать компьютерный прибор дополнительной картой. Современный сетевой адаптер питания для беспроводных сетей выпускается в виде USB флешки или карты с разъемом PCI, другие типы слотов используются уже сравнительно редко. Рассмотрим популярные виды таких устройств:

Поколения сетевого адаптера

При долговременном использовании определенного типа устройств обязательно происходит их модернизация. Постепенно функции сетевого адаптера стали расширяться, возникли совершенно новые поколения данных карт с поддержкой более совершенных стандартов:

1-е поколение – логические дискретные схемы, крохотная буферная память, низкая производительность, последовательная передача кадров, отсутствие единого стандарта.
2-е поколение – многокадровая буферизация, появление стандартных спецификаций (NDIS, ODI), более совершенные схемы с лучшей степенью интеграции.
3-е поколение – производительность выше на 55%, конвейерная обработка сетевых данных, самонастройка процесса загрузки буфера, использование интегральных схем ASIC.
4-е поколение – появился сетевой адаптер для ноутбука и ПК стандарта Fast Ethernet, повышение скорости до 1 Гбит/с, поддержка приоритизации кадров, дистанционного управления.
5-е поколение – появление сетевых карт стандарта Gigabit Ethernet, сетевой адаптер осуществляет поддержку протоколов IPv6, цифрового ТВ.
6-е поколение – интернет-провайдеры переходят на терабитный Ethernet.

Как выбрать сетевой адаптер?

Существование нескольких разновидностей данных карт требует от пользователя некоторых знаний об используемых технологиях и способах решения проблемы с доступом в интернет. Приобретение непроизводительной платы приводит к проблемам при подключении, а функционал устаревшего сетевого оборудования не отвечает современным требованиям. Рассмотрим главные вопросы, которые стоит просмотреть при покупке этого электронного приспособления:

Способы соединения маршрутизатора с компьютером – по Wi-Fi или по кабелю.
Заявленная скорость карты должна соответствовать реальной скорости сети.
Для серверов желательно приобретать карту с несколькими дополнительными портами.
Существует несколько стандартов разъема, сетевой адаптер для ПК должен быть совместим с имеющимся оборудованием.
Ваша ОС должна поддерживать данную карту NIC (особо важно для старых моделей).
Функционал прибора должен соответствовать поставленным задачам.
Адаптеры желательно покупать от проверенного производителя – Intel, Synology, ASUS, D-LINK, ZYXEL.

Как подключить сетевой адаптер?

Открутить левую крышку ПК.
Выбрать подходящий слот PCI.
Примерить внутреннюю плату по месту.
В большинстве случаев нужно выломать планку в задней стенке, которая мешает установке сетевого адаптера.
Легким и аккуратным надавливанием установить плату в разъем.
Прикрутить винтом металлическую планку адаптера к корпусу ПК.
Прикрутить антенну к соответствующему разъему сетевого адаптера.

Настройка сетевого адаптера

Современные ОС обладают большой собственной базой драйверов, поэтому самые распространенные типы карт устанавливаются даже без скачивания дополнительного ПО. Проверить состояние NIC и произвести настройку крайне просто:

Почему компьютер не видит сетевой адаптер?

Другие причины, по которым ПК может не распознавать сетевой адаптер:

Проблема с проводами или штекером.
Проблема с разъемами. Если дело в плохом контакте, то можно попробовать вытянуть карту и вставить повторно. Альтернативный вариант – установить NIC в другой свободный разъем.
Адаптер отключен от материнской платы – нужно произвести включение устройства в настройках BIOS.
Карта неисправна – если предыдущие способы устранения проблемы не подошли, то требуется замена сетевого адаптера.

Антенна 4G необходима для усиления радиосигнала. Какие бывают типы этих устройств, принципы работы, как их правильно выбирать, настраивать и использовать, интересно знать тем, кому требуется улучшить соединение и скорость интернета.

Стоит разобраться, вай-фай адаптер – что это такое, его назначение, виды и основные критерии выбора. Рейтинг лучших устройств с кратким описанием характеристик и стоимостью поможет купить качественную модель.

Геймпад для ПК – это девайс, под который в последнее время затачивают все больше игр. Эти устройства имеют свои преимущества перед мышкой и клавиатурой, поэтому становятся популярнее. Стоит взглянуть на рейтинг гаджетов и советы по их выбору.

Стоит выяснить, что такое LAN-кабель, на какие критерии обратить внимание при выборе и что нужно знать о маркировке моделей. Полезно понимать, как проверить сетевой шнур на работоспособность и есть ли способы его удлинения.

Читайте также: