Платы сетевого адаптера
Платы сетевого адаптера выступают в качестве физического интерфейса, или соединения, между компьютером и сетевым кабелем. Платы вставляются в слоты расширения всех сетевых компьютеров и серверов.
Назначение платы сетевого адаптера:
Подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю
Передача данных другому компьютеру
Управление потоком данных между компьютером и кабельной системой
Плата сетевого адаптера, кроме того, принимает данные из кабеля и переводит их в форму, понятную центральному процессору компьютера.
Пата сетевого адаптера состоит из аппаратной части и встроенных программ, записанных в ПЗУ. Эти программы реализуют функции подуровней Управления логической связью и Управления доступом к среде канального уровня OSI.
рис. 12
Внутри компьютера данные передаются по шинам. Как правило, это несколько проводников, расположенных близко друг к другу. Так как линий много, то и биты данных могут передаваться по ним группами, а не последовательно. Разрядность шин с развитием вычислительной техники выросла с 8-ми до 16-ти, а в последнее время стали применяться 32-х разрядные шины.
В сетевом кабеле данные должны перемещаться в виде потока битов. При этом говорят, что происходит последовательная передача, потому что биты следуют друг за другом.
Плата сетевого адаптера принимает параллельные данные и организует их для последовательной, побитовой, передаче. Этот процесс завершается преобразованием цифровых данных компьютера в электрические и оптические сигналы, которые передаются по сетевым кабелям. Отвечает за это преобразование трансивер.
Сетевой адрес
Помимо преобразования данных, плата сетевого адаптера должна указать свое местоположение, или адрес, - чтобы ее могли отличить от остальных плат.
Сетевые адреса определены комитетом IEEE. Этот комитет закрепляет за каждым производителем плат сетевого адаптера некоторый интервал адресов. Производители «зашивают» эти адреса в микросхемы. Благодаря этому каждая плата и, следовательно, каждый компьютер имеют уникальный адрес в сети.
При приеме данных от компьютера и подготовке их к передаче по сетевому кабелю плата сетевого адаптера участвует также в других операциях.
Компьютер и плата сетевого адаптера должны быть связаны друг с другом, чтобы осуществлять передачу данных (от компьютера к плате).
Плата сетевого адаптера запрашивает у компьютера данные
Шина компьютера передает данные из его памяти плате сетевого адаптера
Часто данные поступают быстрее, чем их способна передать плата сетевого адаптера, поэтому они временно попадают в буфер.
Перед тем, как послать данные по сети, плата сетевого адаптера проводит электронный диалог с принимающей платой, во время которого они «обговаривают»:
Максимальный размер блока передаваемых данных
Объем данных, передаваемых без подтверждения о получении
Интервалы между передачами блоков данных
Интервал, в течение которого необходимо послать подтверждение
Объем данных, который способна принять каждая плата, не переполняясь
Скорость передачи данных
Параметры конфигурации
Параметры платы сетевого адаптера должны быть правильно сконфигурированы, чтобы ее работа протекала правильно. В их число входят:
Прерывание
Базовый адрес порта ввода-вывода
Базовый адрес памяти
Используемый трансивер
Прерывание
Линии запроса прерывания – это физические линии, по которым различные устройства могут посылать микропроцессору запросы на обслуживание, или прерывание.
Посылая компьютеру запрос, плата сетевого адаптера использует прерывание – это электрический сигнал, который направляется центральному процессору компьютера. В большинстве случаев платы сетевого адаптера используют прерывание IRQ3, IRQ5, IRQ10 или 11. Если есть выбор, то рекомендуется отдавать предпочтение IRQ5. Это значение установлено по умолчанию во многих системах.
Базовый порт ввода-вывода
Базовый порт ввода-вывода определяет канал, по которому курсируют данные между устройством компьютера и его центральным процессором. Для ЦП порт выглядит как адрес. Этот адрес имеют все устройства. Для плат сетевого адаптера чаще всего используется диапазон адресов 300-30F,310-31F.
Базовый адрес памяти
Базовый адрес памяти указывает на ту область памяти компьютера, которая используется платой сетевого адаптера в качестве буфера для входящих и исходящих кадров данных. Это адрес иногда называют начальным адресом RAM. Часто базовым адресом памяти для плат сетевого адаптера является D8000. И все-таки каждый раз следует обращать внимание, что выбираемый базовый адрес памяти не занят другим устройством. Некоторые платы сетевого адаптера имеют параметр, позволяющий выделить определенный объем памяти для хранения кадров данных. Например, есть платы, в которых Вы можете выделить 16 Кб или 32 Кб памяти. Чем больше памяти будет выделено, тем выше скорость сети, но тем меньше памяти остается для других целей.
Производительность сети
Поскольку плата сетевого адаптера оказывает существенное влияние на передачу данных, естественно, она влияет и на производительность всей сети. Если плата медленная, то и скорость передачи данных по сети не будет высокой. В сети с топологией «шина», где нельзя начать передачу, пока кабель занят, медленная сетевая плата увеличивает время ожидания для всех пользователей.
После определения физических требований к плате сетевого адаптера – типа разъема и типа сети, в которой она будет использоваться, необходимо рассмотреть ряд факторов, влияющих на возможности платы:
Прямой доступ к памяти
Данные напрямую передаются из буфера платы сетевого адаптера в память компьютера, не затрагивая при этом центральный процессор.
Разделяемая память адаптера
Плата сетевого адаптера имеет собственную оперативную память, которую она использует совместно с компьютером. Компьютер воспринимает эту память как часть собственной.
Разделяемая системная память
Процессор платы сетевого адаптера использует часть памяти компьютера для обработки данных
Управление шиной
К плате сетевого адаптера временно переходит управление шиной компьютера, и, минуя центральный процессор, плата передает данные непосредственно в системную память компьютера. При этом повышается производительность работы компьютера, так как центральный процессор может выполнять в это время другие вычисления. Подобные платы дороги, но они способны повысить производительность сети на 20-70 %.
Буферизация
Для большинства сетевых плат современные скорости передачи данных по сети слишком высоки. Поэтому на плате сетевого адаптера устанавливают буфер – с помощью микросхем памяти. Буфер повышает производительность платы, не давая ей стать узким местом сети.
Встроенный микропроцессор
С таким микропроцессором сетевой плате не требуется помощь компьютера. Большинство сетевых плат имеют свои микропроцессоры, которые увеличивают скорость сетевых операций.