Сетевые адаптеры, их параметры и функции

13. Сетевые адаптеры, их параметры и функции

Сетевой интерфейс обеспечивается сетевыми адаптерами (сетевыми картами).

Сетевые адаптеры (СА) могут входить в состав системной платы рабочей станции (интегрированные СА) или подключаться к ней через слоты (разъемы) расширения. СА обеспечивают формирование информационных кадров (пакетов), передачу и прием информационных кадров из сети, буферизацию данных для согласования скорости их приема и передачи, кодирование и декодирование данных, проверку правильности передачи данных, установление соединения с требуемой абонентской системой и т.п.

Сетевые функции могут перераспределяться между адаптером и компьютером. Чем больше функций выполняет компьютер, тем проще функциональная схема адаптера. К основным сетевым функциям адаптера относятся:

• Гальваническая развязка с коаксиальным кабелем или витой парой. Наиболее часто для этой цели применяют импульсные трансформаторы. В сети Ethernet (в связи с тем, что для определения конфликтной ситуации используется анализ постоянной составляющей) эта схема несколько усложнена. Иногда для развязки используют оптроны.
• Кодирование и декодирование сигналов. Наиболее часто применяется самосинхронизирующийся манчестерский код.
• Идентификация своего адреса в принимаемом пакете. Физический адрес адаптера может определяться установкой переключателей, храниться в специальном регистре или прошиваться в ППЗУ.
• Преобразование параллельного кода в последовательный при передаче и обратное преобразование при приеме. В простейшем случае для этой цели используют сдвиговые регистры с параллельным входом и последовательным выходом. Эта функция может быть реализована и программными методами.
• Промежуточное хранение данных и служебной информации в буфере. Использование буфера позволяет возложить функции контроля за сетью на адаптер. При наличии буфера компьютер может не отслеживать момент передачи данных.
• Выявление конфликтных ситуаций и контроль состояния сети. В набольшей степени эта функция важна в сетях с топологией шина и со случайным методом доступа к среде передачи. Возможные конфликты адаптер должен разрешать самостоятельно.
• Подсчет контрольной суммы. Наиболее распространенным способом определения контрольной суммы является вычисление при помощи сдвигового регистра через сумматор по модулю 2 с обратными связями от некоторых разрядов. Места включения обратных связей определяются выбранным полиномом.
• Согласование скоростей пересылки данных компьютером в адаптер или из него со скоростью обмена в сети. При малой скорости обмена в сети компьютеру придется выжидать момент разрешенной передачи. При большой скорости он может не успевать отправлять свои данные. Адаптер при помощи буфера справляется с этой задачей.

При конфигурировании карты сетевого адаптера могут быть доступны следующие параметры:

• номер линии запроса на аппаратное прерывание IRQ
• номер канала прямого доступа к памяти DMA (если поддерживается)
• базовый адрес ввода/вывода
• базовый адрес памяти ОЗУ (если используется)
• поддержка стандартов автосогласования дуплекса/полудуплекса, скорости
• поддержка теггрированных пакетов VLAN (802.1q) с возможностью фильтрации пакетов заданного VLAN ID
• параметры WOL (Wake-on-LAN)
• функция Auto-MDI/MDI-X автоматический выбор режима работы по прямой либо перекрестной обжимке витой пары

В зависимости от мощности и сложности сетевой карты она может реализовывать вычислительные функции (преимущественно подсчёт и генерацию контрольных сумм кадров) аппаратно либо программно (драйвером сетевой карты с использованием центрального процессора). 
Серверные сетевые карты могут поставляться с двумя (и более) сетевыми разъёмами. Некоторые сетевые карты (встроенные в материнскую плату) также обеспечивают функции межсетевого экрана (например, nforce).