Мережева карта комп'ютера



Торкнемося таку тему, як мережева карта нашого комп'ютера. Почнемо з того, що мережеві карти бувають різні і можуть відрізнятися, як за спектром розв'язуваних задач, так і за форм-фактором (зовнішнього вигляду). Мережеву плату також часто називають (эзернет (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 із зовнішніх. Із самої назви випливає, що мережеві карти даного типу встановлюються в системний блок комп'ютера додатково (окремою платою розширення) або ж, як інший 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 із слотів PCI (роз'ємів). Ось такі, власне:


    PCI разъемы для сетевой карты

    Сам по собі PCI інтерфейс має пікової пропускної здатності для 32-розрядного варіанта, що працює на частоті 33,33 МГц у 133 Мбайт/с, споживана 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 відеозахоплення і конвертації відео і т. д).

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


    Сетевая карта компьютера

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


    Wi-Fi сетевая карта компьютера

    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».


    PCI Express 1x сетевая карта

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


    Встроенная сетевая карта

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

    До речі, за цим світлодіодів 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, - у такт із прийомом (передачею) інформаційних пакетів даних адаптером в мережу.

    При неробочому мережевому адаптері поведінка індикаторів може бути наступне:

  • Не один з світлодіодів не світиться взагалі
  • Світлодіод постійно "горить" (не кліпаючи)
  • Індикатор блимає, але абсолютно одноманітно. Період і амплітуда цього "миготіння" однакові на протязі всього часу

  • Так що - примечайте подібні моменти. У деталях - наше все! :)

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


    Встроенный сетевой адаптер

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

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

    Хочу, щоб Ви уважно придивилися до наступного фото:


    Разъем сетевой карты

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

    У чому ж тут підступ? А він, по любому, тут присутня :) Давайте з Вами згадаємо як виглядає сам кабель "вита пара", за допомогою якого ми прокладали мережі в одному з наших безкоштовних уроків.


    Кабель витая пара - UTP

    По правильному він називається кабель UTP (Unshielded Twisted Pair - неекранована вита пара). То що вона - витий (перекручена) ми прекрасно бачимо з фото вище. Окремі її провідники обвиті один з одним для поліпшення перешкодозахищеності всього кабелю в цілому.

    Позначення "неекранована" передбачає, що поверх жилок відсутній додатковий захисний екран (оплітка) з фольги або металу. Знову ж таки - для кращої захищеності кабелю. А "пара" тому, що провідники в кабелі скручені попарно і - за кольорами (біло-оранжевий - 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:


    Схема обжима витой пары

    Відповідно до викладеного вище, для забезпечення швидкості до 100 мегабіт в 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-ої, 3-ій і 6-ій провідник (для мереж зі швидкістю передачі 100 мбіт/с).

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

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

    Так, що ми з Вами (вірніше я один :)) "урулил" 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, що 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

    Є, правда, й 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, приміром, два таких пристрої на фото нижче:


    USB сетевой адаптер

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


    USB сеть

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

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


    Серверная сетевая карта

    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 картки або іншого мережевого пристрою). У той же час, всій групі портів можна присвоїти один логічний ідентифікатор (IP адресу). 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 адресою апаратного забезпечення (Hardware Address). Наприклад: MAC адресу мого мережевого адаптера на роботі дорівнює 00-1B-11-B3-C8-82. В 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, 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 детальніше. За допомогою програмного забезпечення, що йде в комплекті з картами такого класу, можна налаштувати кожен порт як "активний" (режим балансування навантаження - load balancing) або зарезервувати будь порти для забезпечення відмовостійкості (режим відновлення).

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

    Чим же ще хороша серверна мережева карта комп'ютера? У залежності від своєї "навернутости" :) 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 адаптерах встановлюються спеціалізовані ВІС (Великі Інтегральні Схеми), які беруть на себе значну частину роботи (виявлення зіткнень, зборка-розбирання пакетів даних, перевірка контрольних сум кадрів і повторна передача спотворених 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 самовідновлюються драйвера подібних пристроїв. Що це таке? Приміром, 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.