Федеральное государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Институт градостроительства, управления и региональной экономики
Сибирского Федерального университета.
Реферат
по дисциплине “ ВССиТ”
«Сетевые адаптеры»
Группа УБ 07-10
Выполнил: Токарева В.
Проверил: Кузьменко Н.Г.
Красноярск, 2008г
1. Введение
Сетевой адаптер (Network Interface Card, NIC) - это периферийное устройство компьютера, непосредственно взаимодействующее 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.
В первых локальных сетях сетевой адаптер с сегментом коаксиального кабеля представлял собой весь спектр коммуникационного оборудования, с помощью которого организовывалось взаимодействие компьютеров. Сетевой адаптер компьютера-отправителя непосредственно по кабелю взаимодействовал с сетевым адаптером компьютера-получателя. В большинстве современных стандартов для локальных сетей предполагается, что между сетевыми адаптерами взаимодействующих компьютеров устанавливается специальное коммуникационное устройство (концентратор, мост, коммутатор или маршрутизатор), которое берет на себя некоторые функции по управлению потоком данных.
2. Функции и характеристики сетевых адаптеров
Когда множество компьютеров подключено к сети, то между каждым из них и кабелем должен быть соответствующий интерфейс для обеспечения возможности передачи данных через сеть. Наиболее распространенным типом сетевого интерфейса является плата сетевого адаптера, которая соединяет системную шину с одной стороны и сетевой кабель с другой. Большинство сетевых адаптеров представляют собой отдельный модуль, который можно вставлять и вынимать из ПК. Сетевой адаптер устанавливает связь между операционной системой и средой передачи данных, он выполняет основные функции для доступа компьютера к сети.
Процесс передачи данных состоит из следующих шагов:
1. Передача данных.
Сетевой адаптер получает данные из оперативной памяти через системную шину.
2. Размещение данных в буфере сетевого адаптера.
Скорость, с которой компьютер обрабатывает информацию выше, чем скорость передачи данных по сети, поэтому плата сетевого адаптера содержит буфер памяти, необходимый для накопления и хранения данных. Накопление и хранение данных происходит для того, чтобы обработать их порциями фиксированного размера.
3. Создание кадра.
Сетевой адаптер получает данные, упакованные операционной системой, и отправляет их в кадр, содержащий заголовок и пост информацию. В некоторых случая, в зависимости от размера пакета сетевой адаптер делит данные на сегменты, фиксированного размера.
4. Параллельное, последовательное преобразование.
Системная шина, соединяющая сетевой адаптер с массивом основной памяти компьютера осуществляет обмен данными в параллель по 16 и 32 бита одновременно. В то время как сетевой адаптер принимает и отправляет данные последовательно по одному биту. Таким образом, сетевой адаптер отвечает за размещение в буфере параллельно получаемых данных и преобразование этих данных в виде последовательной цепочки для дальнейшего отправления их в сеть.
5. Управление доступом к сетевой среде передачи данных.
Сетевой адаптер отвечает за контроль доступа системы к сетевой среде передачи данных.
6. Кодирование, декодирование данных.
ПК работает с двоичными данными, поэтому для того, чтобы их передать по сети их необходимо закодировать способом, подходящим для сетевой среды передачи данных. А входящие сигналы соответственно декодировать при приеме.
7. Прием и передача данных через сеть.
Сетевой адаптер усиливает сигнал до нужной амплитуды и отправляет закодированный сигнал через сеть.
Перечисленные выше пункты позволяют отправлять данные от компьютера в сеть. Для обратного процесса необходимо выполнить пункт с 1 -7 в обратном порядке.
При выборе сетевого адаптера следует принять во внимание следующие соображения.
· Тип шины данных, установленной в вашем компьютере (ISA, VESA, PCI или какой-либо еще). Старые компьютеры 286, 386 содержат только ISA, соответственно и карту вы можете установить только на шине ISA. 486 - ISA и VESA или ISA и PCI (хотя существуют платы поддерживающие все три ISA, VESA и PCI). Узнать это можно, посмотрев в описании или на саму материнскую плату, после того как откроете корпус компьютера. Вы можете установить сетевую карту в любой соответствующий свободный разъем. Pentium, PentiumPro, Pentium-2 и им подобные используют ISA и PCI шины данных, причем шина ISA - для совместимости со старыми картами.
· Тип сети к которой вы будете подключаться. Если, например, вы будете подключаться к сети на коаксиальном кабеле (10Base-2, "тонкий" Ethernet), то вам нужна сетевая карта с соответствующим разъемом (BNC).
· Его стоимость, учитывая, что цена на самое передовое компьютерное оборудование падает очень быстро. А выйти из строя сетевая карта, при неблагоприятных обстоятельствах, может очень легко вне зависимости от того, сколько денег вы за нее заплатили. С другой стороны, скорость работы и надежность у совсем "no-name" сетевых адаптеров обычно хуже, чем у адаптеров, выпущенных известными фирмами.
· Еще надо учитывать поддержку вашего адаптера различными операционными системами. В случае совместимых, например, с RTL (Realtek) или NE2000 ISA (PCI) адаптеров проблем, обычно, не возникает, вы просто указываете "NE2000 Compatible", не задумываясь, какая фирма его произвела. Существует еще целый ряд адаптеров, поддержка которых обеспечена практически во всех операционных системах. Для того, чтобы проверить какие сетевые карты поддерживает ваша ОС надо посмотреть в "CompatibilityList". Часто в таком списке указан чип, который поддерживается, т.е. если приобретаемый сетевой адаптер сделан на основе этой микросхемы, то все будет работать.От использования некоторых сетевых карт приходится отказываться, так как никто не хочет выпустить драйвер именно для этой карты, именно для этой операционной системы. Тут все очень похоже на использование принтера, если драйвер под вашу ОС есть - его можно покупать, если драйвера нет - надеяться не на что.
3.Классификация сетевых адаптеров
В качестве примера классификации адаптеров используем подход фирмы 3Com, имеющей репутацию лидера в области адаптеров Ethernet. Фирма 3Com считает, что сетевые адаптеры Ethernet прошли в своем развитии три поколения.
Адаптеры первого поколения были выполнены на дискретных логических микросхемах, в результате чего обладали низкой надежностью. Они имели буферную память только на один кадр, что приводило к низкой производительности адаптера, так как все кадры передавались из компьютера в сеть или из сети в компьютер последовательно. Кроме этого, задание конфигурации адаптера первого поколения происходило вручную, с помощью перемычек. Для каждого типа адаптеров использовался свой драйвер, причем интерфейс между драйвером и сетевой операционной Системой не был стандартизирован.
В сетевых адаптерах второго поколения для повышения производительности стали применять метод многокадровой буферизации. При этом следующий кадр загружается из памяти компьютера в буфер адаптера одновременно с передачей предыдущего кадра в сеть. В режиме приема, после того как адаптер полностью принял один кадр, он может начать передавать этот кадр из буфера в память компьютера одновременно с приемом другого кадра из сети.
В сетевых адаптерах второго поколения широко используются микросхемы с высокой степенью интеграции, что повышает надежность адаптеров. Кроме того, драйверы этих адаптеров основаны на стандартных спецификациях. Адаптеры второго поколения обычно поставляются с драйверами, работающими как в стандарте NDIS (спецификация интерфейса сетевого драйвера), разработанном фирмами 3Com и Microsoft и одобренном IBM, так и в стандарте ODI (интерфейс открытого драйвера), разработанном фирмой Novell.
В сетевых адаптерах третьего поколения (к ним фирма 3Com относит свои адаптеры семейства EtherLink III) осуществляется конвейерная схема обработки кадров. Она заключается в том, что процессы приема кадра из оперативной памяти компьютера и передачи его в сеть совмещаются во времени. Таким образом, после приема нескольких первых байт кадра начинается их передача. Это существенно (на 25-55 %) повышает производительность цепочки оперативная память — адаптер — физический канал — адаптер — оперативная память. Такая схема очень чувствительна к порогу начала передачи, то есть к количеству байт кадра, которое загружается в буфер адаптера перед началом передачи в сеть. Сетевой адаптер третьего поколения осуществляет самонастройку этого параметра путем анализа рабочей среды, а также методом расчета, без участия администратора сети. Самонастройка обеспечивает максимально возможную производительность для конкретного сочетания производительности внутренней шины компьютера, его системы прерываний и системы прямого доступа к памяти.