Мережева карта комп'ютера

Почнемо нашу тему з того, що мережеві карти бувають різні і можуть відрізнятися, як по спектру вирішуваних завдань, так і по форм-фактору (зовнішнім виглядом). Мережеву плату також часто називають (Езернет (Ethernet) контролером, мережевим або NIC (Network Interface Card) адаптером).

Перш за все давайте розділимо мережеві карти на дві великі групи:

• Зовнішні мережеві карти
• Вбудовані або інтегровані (onboard)

Почнемо - з зовнішніх. Із самої назви випливає, що мережеві карти даного типу встановлюються в системний блок комп'ютера додатково (окремої платою розширення) або ж, як інше зовнішній пристрій.

Для початку поговоримо про PCI мережевих картах. Абревіатура розшифровується як (Peripheral Component Interconnect) - взаємозв'язок периферійних компонентів або - шина вводу-виводу для підключення периферійних пристроїв до материнської плати комп'ютера . Називаються ці карти так з тієї причини, що встановлюються в один з PCI слотів (роз'ємів). Ось в такі, власне:

Сам по собі PCI інтерфейс володіє пікової пропускною спроможністю для 32-розрядного варіанта, що працює на частоті 33,33 МГц у 133 Мбайт / с, спожите напруга роз'єму 3,3 або 5V. Служить для установки в комп'ютер додаткових плат розширення (старих відеокарт, модемів, мережевих адаптерів, TV тюнерів різних плат відеозахвату і конвертації відео і т.д).

Отже, які ж мережеві карти туди встановлюються? А ось такі, самі звичайні доларів за п'ять-шість:

Бувають адаптери і іншого різновиду - Wi-Fi (для організації бездротових мереж).

Як бачите, інтерфейс підключення один (PCI), а принцип роботи - різний.

Зараз, у зв'язку з поступовим «відмиранням» даного інтерфейсу випускаються мережеві карти форм фактора «Pci Express 1X».

Мережева карта PCI Express 1x

Це що стосується зовнішніх мережевих карт. Є ще вбудовані (інтегровані в материнську плату) карти. Визначити наявність вбудованою мережевою можна подивившись на тильну стінку системного блоку .

Вбудована мережева карта

Тут ми візуально можемо спостерігати вихід інтегрованої мережевої карти. Поруч з роз'ємом для кручений пари встановлюють один або кілька інформаційних світлодіодів, за якими можна зорієнтуватися про наявність підключення і загальної активності мережі.

До слова, за цим светодиодам можна побічно скласти уявлення щодо працездатності пристрою. Поясню свою думку: коли комп'ютер включений і мережевий кабель (вита пара) підключений до карти світлодіод на ній блимає, що називається, - в такт з прийомом (передачею) інформаційних пакетів даних адаптером в мережу.

При неробочому мережевий адаптер поведінку індикаторів може бути наступне:

1. Не один з світлодіодів не світиться взагалі
2. Світлодіод постійно «горить» (не кліпаючи)
3. Індикатор блимає, але абсолютно одноманітно. Період і амплітуда цього «миготіння» однакові протягом усього часу

Так що - примічали подібні моменти. В деталях - наше все! :)

Якщо піти далі і розкрити корпус комп'ютера , то всередині (недалеко від роз'єму) можна виявити распаяний на материнській платі чіп, який і реалізує всі функції мережевого адаптера.

По маркуванню бачимо, що це - мікросхема RTL (від фірми Realtek) під номером 8211BL.

Примітка: вбудовані рішення, на жаль, не відрізняються надійністю. У нашій організації, наприклад, виходи з ладу інтегрованих мережевих карт трапляються регулярно. Не можу сказати, що часто, але - стабільно. До слова, у мого (купленого пів року назад) робочого комп'ютера буквально днями згоріла мережева карта, що зайвий раз зміцнило мою думку про ненадійність інтегрованих компонентів. Довелося поставити зовнішню.

Хочу, щоб Ви уважно придивилися до наступного фото:

Тут ми заглядаємо всередину роз'єму мережевої карти. Чи помічаєте різницю? В одному роз'ємі (на фото - праворуч) чотири контактних майданчики, а в іншому (зліва) - вісім. Причому обидві карти розраховані на швидкість передачі по мережі в 100 мегабіт в секунду.

У чому ж тут підступ? А він, по будь-кому, тут присутній :) Давайте з Вами згадаємо як виглядає сам кабель «вита пара», дивіться фото.

За правильним він називається UTP кабель (Unshielded Twisted Pair - неекранована кручена пара). Те що вона - кручена (перекручена) ми прекрасно бачимо з фото вище. Окремі її провідники оповиті один з одним для поліпшення перешкодозахищеності всього кабелю в цілому.

Позначення «неекранована» має на увазі, що поверх жилок відсутнє додатковий захисний екран (обплетення) з фольги або металу. Знову ж таки - для кращої захищеності кабелю. А «пара» тому, що провідники в кабелі скручені попарно і - за кольорами (біло-помаранчевий - помаранчевий, біло-зелений - зелений, біло-коричневий - коричневий, біло-синій - синій).

Тепер - найважливіше: для забезпечення передачі даних по мережі зі швидкістю 100 мегабіт в секунду не потрібно задіяти всі чотири пари (вісім провідників-жилок), достатньо двох пар (чотири жили)! Причому використовуються строго певні їх номери: перший, другий, третій і шостий проводок.

Безпосередньо з боку роз'єму «RJ-45» це виглядає ось так:

Обтиск кручений пари UTP RJ 45

Відповідно до викладеного вище, для забезпечення швидкості в 100 мегабіт у нас використовуються «жилки» під номером 1, 2, 3 і 6. Дивимося на малюнок вище. Це - дві пари: помаранчева і зелена.

Примітка: Природно те, які саме жилки використовувати при закладенні кабелю вирішувати тільки нам самим. Головне пам'ятайте, що це повинні бути 1-ої, 2-ий, 3-ий і 6-ий провідник (для мереж зі швидкістю передачі в 100 мегабіт / с).

А зараз ще раз подивіться на фото, на якому крупно зображені роз'єми мережевих карт комп'ютера. На правому зображенні присутні всього чотири контактні площадки: перша, друга, третя, наступні дві - пропущені і далі ... яка? Правильно - шоста! :)

Коли ж використовуються всі вісім майданчиків? У мережах зі швидкістю передачі в один гібабіт в секунду (і вище). Ось там все провідники мережевого кабелю використовуються на повну котушку :)

Так, щось ми з Вами (вірніше я один :)) «уруліл» в сторону від головної теми. Які ж ще бувають мережеві карти? Давайте розглянемо зовнішній адаптер для ноутбука на основі стандарту PCMCIA. Це - зовнішня плата розширення, яка вставляється у відповідний слот.

Розшифровується «PCMCIA» як Personal Computer Memory Card International Association (міжнародна асоціація комп'ютерних карт пам'яті). Спочатку стандарт розроблявся для карт розширення пам'яті. Через деякий час специфікація була розширена і стало можливим використання «PCMCIA» для підключення різних периферійних пристроїв. Як правило, через нього підключають мережеві карти, модеми або ж жорсткі диски.

Уявіть неприємну картину: у Вашого ноутбука (три рази «тьху» його наліво) вийшла з ладу вбудована в нього карта. Що робити? Рішення - на фото нижче:

PCMCIA адаптер для ноутбука

Є, правда, і інші рішення, які підходять вже не тільки для мобільних комп'ютерів, але і для стаціонарних. Це - USB мережеві карти.

Вони можуть бути виконані по різному, але принцип їх роботи від цього не змінюється. Ось, наприклад, два таких пристрої на фото нижче:

Мережевий адаптер USB

Або навіть ось так, більше схоже на флеш накопичувач :)

USB мережевий адаптер

На цьому зібрався було закінчити статтю, але ... передумав! :) Хотів ще розповісти Вам про такого різновиду зовнішніх мережевих карт, як серверні мережеві карти, які використовуються у високопродуктивних системах і мають більш просунуті (в порівнянні зі звичайними адаптерами) можливості по роботі з мережею.

Як правило, вони мають стандартний інтерфейс підключення - PCI (або його розширену версію - PCI-X). Ось, наприклад, серверна мережева карта «D-Link DFE-580TX».

Серверна мережева карта фото 1

Як бачите, це, по суті - чотири мережевих адаптера, об'єднані в одному фізичному пристрої. Кожен з чотирьох мережевих портів (карт) має свій власний MAC адреса (унікальний 12-ти значний фізичний ідентифікатор будь-якої карти або іншого мережевого пристрою). У той же час, всієї групи портів можна привласнити один логічний ідентифікатор (IP адреса). Для операційної системи група таких карт виглядає, як одна віртуальна карта.

Примітка: MAC (Media Access Control - управління доступом до середовища) адреса також часто називають фізичним або апаратним адресою (Hardware Address). Наприклад: MAC адресу мого мережевого адаптера на роботі дорівнює 00-2C-13-C3-A3-65. У мережі не може бути двох однакових апаратних адрес. Дізнатися його можна, ввівши в командному рядку: ipconfig / all або такою чудовою командою, що використовує однойменну утиліту, як getmac. Getmac в дуже зручній і наочній формі покаже Вам всі MAC адреси всіх мережевих пристроїв, встановлених в комп'ютері.

Продовжимо. Об'єднання декількох карт в одну стає можливим при використанні технології «Port Aggregation» (агрегування або - об'єднання портів). Об'єднання портів означає об'єднання декількох сегментів мережі в один, що володіє більшою продуктивністю. Коли кілька мережевих портів утворюють один віртуальний, то його пропускна здатність (теоретично) прирівнюється до продуктивності окремого порту, помножену на їх кількість.

Серверні мережеві карти можуть працювати в двох основних режимах. Давайте розглянемо їх докладніше. За допомогою програмного забезпечення, що йде в комплекті з картами такого класу, можна конфігурувати кожен порт як «активний» (режим балансування навантаження - load balancing) або зарезервувати будь порти для забезпечення відмовостійкості (режим відновлення).

Режим поділу (розподілу) навантаження мережі рівномірно пропускає мережевий трафік (потік даних) через активні сегменти, знижуючи загальне навантаження на адаптер, а режим відновлення (в разі фізичного обриву зв'язку) забезпечує безперебійний зв'язок між мережевою картою і мережею.

Чим же ще хороша серверна мережева карта комп'ютера? Залежно від своєї «навернути» :) вона може реалізовувати обчислювальні функції (підрахунок і генерацію контрольних сум кадрів даних, що передаються по мережі) апаратно, не навантажуючи додатково центральний процесор комп'ютера .

На таких адаптери встановлюються спеціалізовані БІС (Великі Інтегральні Схеми), які беруть на себе значну частину роботи (виявлення зіткнень, складання-розбирання пакетів даних, перевірка контрольних сум кадрів і повторна передача зіпсованих пакетів). Таким чином, як ми вже говорили, знімається значна частина навантаження з процесора, якому в серверній системі і без того є чим зайнятися :)

Більш того, на дорогі серверні мережеві карти встановлюють власний процесор. Подібні карти показують дуже хороші показники в роботі, оскільки можуть ефективно справлятися навіть з великим навантаженням. Наявність власного процесора дозволяє встановлювати на них до одного мегабайта оперативної пам'яті . А це вже переводить ці вироби з розряду просто мережевих карт в розряд комунікаційних мережевих процесорів.

Також не можна не відзначити таку корисну функцію, як самовідтворюваними драйвера подібних пристроїв. Що це таке? Наприклад, після збою в мережі адаптер може самостійно прийняти рішення про перезапуск драйвера мережевої карти, включити перевірку цілісності мережевого з'єднання або навіть примусово відключити вийшов з ладу порт.