Как работает сетевая карта

Сегодня мы всё чаще используем интернет для решения бытовых или более масштабных проблем. Для получения доступа к интернету с электронных устройств нужна сетевая плата, а не только провод.

Что такое сетевая карта

Сетевая карта - это часть аппаратного обеспечения, требующая доступа к сети, например, ПК или серверного оборудования.

С помощью сетевой карты устройство получает и отправляет информацию, создает файловые блоки, управляет перемещением данных по сети и выполняет многие другие функции.

В зависимости от варианта порта карта может также называться "сетевой платой" или "Ethernet-адаптером".

Подключение может осуществляться как по Wi-Fi, так и по кабелю.

Как работает сетевая карта

Отправка информации с помощью специальных протоколов - основа функциональности сетевой карты. В зависимости от типа, адаптеры можно классифицировать как Ethernet-адаптеры, FDDI-адаптеры и т.д. Для отправки информации они упаковываются в блоки, а после этого в кадры. Кадр содержит в себе необходимую информацию для успешной передачи и дальнейшего декодирования, после чего данные отправляются на дальнейшую обработку ОС. В случае с серверными адаптерами устанавливаются дополнительные процессоры, которые используются более эффективно, не перегружая центральный процессор рутинными задачами.

Кроме того, плата имеет возможность работать в двух режимах:

• Полнодуплексном- соединение, которое может одновременно отправлять и принимать пакеты.
• Полудуплексном- отправка пакетов выполняется только в одностороннем порядке.

Также уникальные MAC-адреса используются для идентификации устройств в сети и гарантируют, что данные будут отправлены правильному пользователю.

Виды сетевой карты

По видам конструкции платы делятся на три типа:

• Встроенные.Встроенные адаптеры являются частью системной платы устройства. Такие карты считаются самыми простыми в своей конструкции, утилита для них устанавливаются вместе с ОС.
• Внешние.Внешние адаптеры подключаются через USB порт, скорость передачи зависит от типа сетевого интерфейса и USB разъема:

1. USB 2.0 – 480 Мбит/с
2. USB 3.1 Gen 1 – 5 Гбит/с
3. USB 3.1 Gen 2 – 10 Гбит/с

В случае с Windows, ОС автоматически устанавливает все необходимое программное обеспечение для работы адаптера, а Linux требует дополнительной ручной установки драйверов. Использование этого типа сетевых карт выгодно, когда все свободные слоты системной платы заняты либо на старых ноутбуках, не имеющих сетевой карты.

• Внутренние.Это отдельные платы, подключаемые слотам ISA, PCI или PCI-Express на материнской плате. Качественный, а главное, правильный выбор сетевого адаптера требует определенных знаний. Именно здесь специалисты ittelo.ru помогут вам выбрать оптимальное решение в рамках разумного бюджета.

По способу подключения карты также можно разделить на LAN и Wi-Fi платы. Первые предоставляют доступ к мировой сети через гнездо 8P8C и используют протоколы Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Вторые гарантируют удалённое подключение к Wi-Fi либо мобильным сетям. Часто они обладают внешней антенной для улавливания сигналов. Также отдельно выделяются модемы - устройства, позволяющие выйти в интернет благодаря технологии xDSL.

Для серверов часто используются специальные адаптеры с протоколом iSCSI, обеспечивающие слаженную работу накопителей и устройств клиентской стороны с сервером. Подобные сетевые платы предоставляют высокосортной доступ к сети, передают 10-45 гигабит в секунду.

Интерфейс сетевой карты

Интерфейсом платы называют слот, с помощью которого адаптер соединяется с компьютером, по-другому интерфейс называют шиной. Существуют такие шины:

• PCI - типовая шина для стандартных серверов.
• PCI-X (PCI eXtended) - это шина PCI, двойные источники питания и 64 или 32-разрядный способ взаимодействия с данными. PCI-X широко используется в серверной технике либо рабочих станциях для взаимодействия с гигабитными адаптерами.

PCI-E (PCI Express) - новая спецификация шины, пришедшая на смену PCI. Она гарантирует высокоскоростную передачу информации, но PCI-E имеет недостаток - отсутствие поддержки на устаревших материнских платах.

Thunderbolt - новый высокоскоростной интерфейс общего назначения с мощностью передачи данных до 10 Гбит/с.

Скорость передачи

Карта оказывает существенное воздействие на скорость отправки и приема информации электронным устройством. Больше всего влияет лимит скорости, обеспеченный картой. Если лимит мощности передачи данных всего 100 Мбит/с, то больших показателей достичь не удастся, даже если внешнее оборудование поддерживает Gigabit Ethernet (до 1 Гбит/с). Вид, категория, качество проводной связи также воздействуют на мощность проводных подключений. В настоящее время наиболее распространенными и рекомендуемыми кабелями считаются витые пары категории 5‐е. Неисправный или чрезмерно длинный провод может привести к утрате пакетов и понижению эффективности. Вид Wi-Fi и отличный сигнал - залог быстрой удаленной отправки данных между платой и маршрутизатором. Если имеются преграды или колоссальные расстояния, эффективность передачи информации будет снижена. Если сетевая карта износилась, устарела, возможны ошибки или замедления. Замена сетевой платы поможет улучшить качество и продуктивность передачи информации. Утилиты имеют значение в работе карты. Устаревшие или несовместимые драйверы могут стать причиной низкой производительности.

Скорость отправки информации платой по сети - это неуникальный фактор, определяющий производительность сети. Иное влияние имеет способность провайдера обеспечить подобную скорость, перегрузка сети, эффективность работы маршрутизаторов и техники, расстояние до точки раздачи Wi-Fi имеют немалый вес в увеличении производительности.

Область применения

Сетевые адаптеры имеют широкий спектр применения и используются в домашних сетях для подключения нескольких устройств к одной сети. Это позволяет пользователям совместно использовать такие ресурсы, как файлы и печатные материалы, или вместе пользоваться интернетом. Карты могут крепиться в настольные либо портативные устройства.

В корпоративной сфере адаптеры играют еще более важную роль. Они объединяют офисные ПК в общую сеть, позволяя им обмениваться данными и использовать общие ресурсы, такие как принтеры, серверы и другие сетевые устройства. Сетевые карты могут устанавливаться как в рабочие станции, так и в серверы.

Интернет-провайдеры используют сетевые карты для подключения своих клиентов к Интернету, передавая данные между компьютером пользователя и мировой паутиной.

Особую роль сетевые карты играют в серверных сетях. Они позволяют серверам обрабатывать и передавать большие объемы данных, гарантируют высокую производительность и доступность. Адаптеры часто дополнительно поддерживают возможность виртуализации.

В сетях хранения информации с блочным доступом, адаптеры применяются для подключения устройств хранения к сети. Это гарантирует доступность информации на накопителях для юзеров из любой точки.

Как выбрать подходящую сетевую карту для вашей сети?

Подбор платы для вашего сервера или ПК - это ответственное занятие, требующие некоторых знаний. Перед тем, как купить карту, нужно знать вид шины, какие функции она будет выполнять, тип гнезда и не только.

Определите тип шины

Для начала надо определить тип шины, используемой в устройстве. Разные интерфейсы обеспечивают различную скорость:

• PCI - имеет установленную ширину 32 бит (133 МБит/c) или 64 бит (266 МБит/с).
• PCI-X - может передавать данные со скоростью до 1.06ГБ/с.
• PCI-E - обеспечивает передачу информационных пакетов до 256 ГБ/с.

В зависимости от задач, которые должно выполнять оборудование, вам могут потребоваться разные типы карт. Для бюджетного сервера можно брать плату с PCI шиной, а для дорогого — необходима PCI-E. В подборе серверного оборудования незаменимым помощником выступает онлайн конфигуратор сервера.

Проверьте требования к скорости передачи данных

Скорость работы сетевой карты выражается в Гбит/с. Большинство современных сетевых карт работают на скорости не менее 1 Гбит/с, что вполне подходит для домашних сетей. Однако если серверное оборудование требует высокоскоростные платы, либо вы хотите обрабатывать большие объемы данных, стоит выбрать сетевую карту со скоростью 10 Гбит/с, 25 Гбит/с или даже 40 Гбит/с. Стоит также учитывать скорости, предлагаемые вашим интернет-провайдером: при скорости сети всего 1 гигабит в секунду покупка мощной сетевой платы будет излишней и можно ограничиться более бюджетным вариантом.

Для большинства задач передачи данных обычно достаточно одного шлюза. Однако сетевые карты с несколькими сетевыми шлюзами идеально подходят для серверного оборудования, где требуется выполнение разнообразных задач. Несколько портов можно использовать для разных целей: повышения безопасности сети или обеспечения резервирования в случае выхода из строя одного порта.

Узнайте тип разъема

Сетевые карты бывают с различными типами разъемов. Наиболее распространены следующие типы разъемов:

• 8P8C - нужен для подключения Ethernet кабеля.
• SFP+ - для подключения оптоволоконного кабеля.
• QSFP+ - для оптоволоконного кабеля с быстротой передачи информации до 40 Гбит/с.

Проверьте операционную систему

Изготовители могут гарантировать поддержку различных ОС, будь то Windows Server 2008 R2, Linux Server либо других. Перед тем как купить плату, нужно убедиться в ее совместимости с вашей ОС.

Вот несколько советов по выбору сетевой карты

Рассмотрите свои потребности. Прежде чем покупать сетевую карту, подумайте о том, как вы будете ее использовать. Если вам нужна сетевая карта для дома или небольшого бизнеса, подойдет простая карта с одним портом и скоростью 1 Гбит/с. Если вам нужна сетевая карта для сервера или для обработки большого трафика, понадобится более мощная карта с несколькими портами и высокой скоростью работы.

Сравните цены. Сетевые карты бывают разных ценовых категорий. Перед покупкой сравните цены от разных производителей, чтобы найти лучшую.

Обратитесь к профессионалам. Специалисты ittelo.ru могут проконсультировать вас и помочь подобрать нужное оборудование.

Сетевая плата

Сетевые адаптеры являются важным компонентом современных серверов. Они связывают их в объединенные сети и предоставляют возможность передавать информацию в интернете. История сетевых плат насчитывает несколько десятилетий, и за весь этот период они претерпели значительные изменения. В общей сумме сетевые карты пережили шесть поколений.

Первое поколение

Впервые возникнув в начале восьмидесятых вместе с появлением первых сетей, они изготавливались на дискретных логических платах, что делало их менее надежными и эффективными. Низкая производительность и возможность хранить всего один кадр в буфере стало отличительными признаками первой ступени разработки сетевых плат. Кроме того, настройка адаптеров выполнялась с помощью перемычек. Произвольный адаптер использовал свой драйвер, а стандарта интерфейса между ОС и утилитой просто не существовало.

Второе поколение

Буферизация сразу большого количества кадров стала одним из основополагающих нововведений второй ступени развития сетевых карт. Отправка с помощью сети кадра в одну сторону сопровождается загрузкой с накопителя в буфер нового. Синхронность отправки и принятия кадров адаптером из буфера на накопитель электронного устройства после обработки также позволила улучшить технологию. Высоко интегрированные платы стали всё чаще использоваться для производства сетевых плат второго поколения. Кроме того, появился единый стандарт для драйверов, часто им является NDIS (Network Driver Interface Specification), разработанный союзом компаний 3Com и Microsoft и одобренный IBM, а также стандарт Open Driver Interface (ODI), установленный фирмой Novell.

Третье поколение

Третье поколение отличалось реализацией постоянной обработки кадров, происходящей посредством беспрерывного анализа информации. Это связано с одновременным получением кадров из ОЗУ и отправкой их обратно в сеть. Синхронизация получения кадров с накопителя устройства и последующей отправки позволили это реализовать. Поэтому передача начинается вслед за получением начальных байт кадра. Отправка может начаться, не дожидаясь завершения получения кадра, что значительно увеличивает эффективность платы.

Четвёртое поколение

Карты четвертого поколения отличились использованием технологии прямого доступа к памяти на базе интерфейса Gigabit Ethernet. Это позволяет адаптеру направлять данные из памяти техники в сеть или из нее на накопитель без участия центрального процессора. Это еще больше увеличивает эффективность адаптера.

Пятое поколение

В картах пятого поколения, в том числе на базе интерфейсов Ethernet с пропускной мощностью 10 Гбит/с и выше, реализована технология 10GBASE-T. Эта Технология гарантирует передачу пакетов информации со скоростью 10 Гбит/с по UTP кабелю категории 6 или выше. Это позволяет обеспечить более эффективную пропускную мощность локальных сетей.

Шестое поколение

Терабитный Ethernet находится в стадии разработки для домашнего пользователя, но реально применяется интернет-провайдерами для осуществления связи.