کارت شبکه چیست؟

کارت شبکه (که آداپتور شبکه، کارت رابط شبکه یا به اختصار NIC نیز نامیده می شود) به عنوان رابط بین کامپیوتر و کابل شبکه عمل می کند. هدف کارت شبکه تهیه، ارسال و کنترل داده ها در شبکه است. در این مقاله به معرفی این مولفه می پردازیم.

ال ای دی کارت شبکه

یک کارت شبکه معمولا دارای دو چراغ نشانگر (LED) است:

LED سبز نشان می دهد که کارت در حال دریافت برق است.

LED نارنجی (10 مگابیت بر ثانیه) یا قرمز (100 مگابیت بر ثانیه) فعالیت شبکه (ارسال یا دریافت داده) را نشان می دهد.

چگونه کار می کند؟

برای آماده سازی داده ها برای ارسال، کارت شبکه از یک فرستنده گیرنده استفاده می کند که داده های موازی را به داده های سریال تبدیل می کند. هر کارت دارای یک آدرس منحصر به فرد به نام آدرس MAC است که توسط سازنده تخصیص داده شده است که به آن امکان می دهد به طور منحصر به فرد در بین تمام کارت های شبکه در جهان شناسایی شود.

کارت های شبکه دارای تنظیماتی هستند که می توان آنها را پیکربندی کرد. از جمله آنها می توان به وقفه های سخت افزاری (IRQ)، آدرس ورودی/خروجی و آدرس حافظه (DMA) اشاره کرد.

برای اطمینان از سازگاری کامپیوتر و شبکه، کارت باید برای معماری گذرگاه داده کامپیوتر مناسب باشد و دارای نوع سوکت مناسب برای کابل باشد. هر کارت برای کار با نوع خاصی از کابل طراحی شده است. برخی از کارت‌ها دارای چندین رابط هستند (که می‌توانند با استفاده از جامپر، سوئیچ DIP یا نرم‌افزار پیکربندی شوند). متداول ترین آنها کانکتورهای RJ-45 هستند.

توجه: برخی از توپولوژی های اختصاصی شبکه که از کابل های جفت پیچ خورده استفاده می کنند از اتصال دهنده های RJ-11 استفاده می کنند. این توپولوژی ها گاهی اوقات پیش از 10BaseT نامیده می شوند.

در نهایت، برای اطمینان از سازگاری کامپیوتر و شبکه، کارت باید با ساختار داخلی کامپیوتر (معماری گذرگاه داده) سازگار باشد و دارای یک کانکتور مناسب برای نوع کابل کشی مورد استفاده باشد.

نقش کارت شبکه چیست؟

کارت شبکه رابط فیزیکی بین کامپیوتر و کابل است. داده های ارسال شده توسط کامپیوتر را به فرمی تبدیل می کند که می تواند توسط کابل شبکه استفاده شود، آن داده ها را به کامپیوتر دیگری منتقل می کند و جریان داده بین کامپیوتر و کابل را کنترل می کند. همچنین داده های دریافتی از کابل را به بایت ترجمه می کند تا CPU کامپیوتر بتواند آن را بخواند. به همین دلیل است که کارت شبکه یک کارت توسعه است که در یک شکاف توسعه قرار داده شده است.

آماده سازی داده ها

به مسیرهایی که داده ها با کامپیوتر حرکت می کنند، اتوبوس می گویند. چندین مسیر کنار هم، داده‌ها را مجبور می‌کنند به صورت موازی و نه به صورت سری (یکی پس از دیگری) حرکت کنند.اولین اتوبوس ها 8 بیت را در یک زمان حمل می کردند.
کامپیوتر PC/AT IBM اولین گذرگاه های 16 بیتی را معرفی کرد.
امروزه اکثر اتوبوس ها 32 بیتی هستند. با این حال، داده ها روی کابل ها به صورت سری (فقط یک کانال) حرکت می کنند و تنها در یک جهت حرکت می کنند. کامپیوتر می تواند داده ارسال یا دریافت کند، اما نمی تواند هر دو را همزمان انجام دهد. به همین دلیل، کارت شبکه گروهی از داده‌ها را که به صورت موازی وارد جریان داده‌های سریالی (1 بیتی) می‌شوند، بازسازی می‌کند. برای انجام این کار، سیگنال های دیجیتال به سیگنال های الکتریکی یا نوری تبدیل می شوند که می توانند از طریق کابل های شبکه عبور کنند. دستگاهی که آنها را ترجمه می کند فرستنده گیرنده نام دارد.

نقش شناسه

کارت داده ها را تبدیل می کند و آدرس خود را به بقیه شبکه اطلاع می دهد تا بتوان آن را از سایر کارت های شبکه جدا کرد.
آدرس های MAC: توسط IEEE (مؤسسه مهندس برق و الکترونیک) تعریف شده است که محدوده ای از آدرس ها را به هر سازنده کارت شبکه اختصاص می دهد.
روی تراشه‌های کارت‌ها درج می‌شوند و در نتیجه هر کارت دارای یک آدرس MAC منحصربه‌فرد در شبکه است.

سایر عملکردهای کارت شبکه

کامپیوتر و کارت باید با هم ارتباط برقرار کنند تا داده ها بتوانند بین آنها حرکت کنند. به همین دلیل، کامپیوتر بخشی از حافظه خود را به کارت هایی اختصاص می دهد که شامل DMA (حافظه دسترسی مستقیم) است.

کارت رابط نشان می دهد که رایانه دیگری در حال درخواست داده از آن رایانه است.

گذرگاه کامپیوتر داده ها را از حافظه کامپیوتر به کارت شبکه منتقل می کند.

اگر داده ها خیلی سریع حرکت می کنند که آداپتور نمی تواند پردازش کند، آنها در حافظه بافر کارت (RAM) قرار می گیرند، جایی که به طور موقت در حین ارسال و دریافت داده ها ذخیره می شوند.

ارسال و کنترل داده ها

قبل از اینکه کارت شبکه فرستنده داده های خود را ارسال کند، به صورت الکترونیکی با کارت گیرنده تعامل می کند تا مشکلات زیر را حل کند:

-حداکثر اندازه بلوک های داده ای که ارسال خواهد شد.
-مقدار داده برای ارسال قبل از تأیید.
-فواصل زمانی بین انتقال جزئی داده.
-دوره انتظار قبل از ارسال تاییدیه
-حجم داده‌ای که هر کارت ممکن است قبل از انتشار آن در CPU ایجاد کند.

-سرعت انتقال داده: اگر یک کارت جدیدتر و پیشرفته‌تر با کارت قدیمی‌تر ارتباط برقرار کند، همچنان باید همان سرعت انتقال را به اشتراک بگذارد. برخی از کارت ها مدارهایی برای تنظیم سرعت انتقال کارت های کندتر دارند. هر دو کارت باید قبل از ارسال و دریافت اطلاعات، تنظیمات کارت دیگر را بپذیرند و با آن تنظیم کنند

تنظیمات پیکربندی کارت شبکه

آداپتورهای شبکه دارای گزینه های پیکربندی هستند، از جمله:

وقفه (IRQ):

در بیشتر موارد، کارت های شبکه از IRQ 3 و 5 استفاده می کنند. IRQ 5 توصیه می شود (هر زمان که در دسترس باشد) و اکثر کارت ها از آن به عنوان تنظیمات پیش فرض استفاده می کنند.

آدرس پایه ورودی/خروجی (I/O):

هر دستگاه باید آدرس متفاوتی برای پورت مربوطه داشته باشد.

آدرس حافظه:

محل RAM را در کامپیوتر مشخص می کند. کارت شبکه از این اسلات به عنوان بافر برای ورود و خروج داده ها استفاده می کند. این تنظیم گاهی اوقات آدرس شروع RAM نامیده می شود. به طور کلی، آدرس حافظه کارت شبکه D8000 است. آخرین 0 در برخی از کارت های شبکه حذف شده است. شما باید مراقب باشید آدرسی را که قبلاً توسط دستگاه دیگری استفاده می شود انتخاب نکنید. البته باید توجه داشت که برخی از کارت های شبکه هیچ آدرس حافظه قابل تنظیمی ندارند زیرا از آدرس های RAM دستگاه استفاده نمی کنند.

فرستنده گیرنده.

توجه: کارت را می توان با استفاده از نرم افزار پیکربندی کرد. تنظیمات باید با محل قرارگیری جامپرها یا سوئیچ های DIP (Dual Inline Package) موجود در کارت شبکه مطابقت داشته باشد. این تنظیمات همراه با اسناد کارت ارائه شده است. بسیاری از کارت های اخیر از PnP (Plug and Play) استفاده می کنند. این بدان معنی است که کارت نیازی به پیکربندی دستی ندارد، اما گاهی اوقات ممکن است باعث درگیری سخت افزاری شود. هنگامی که این اتفاق می افتد، غیرفعال کردن گزینه PnP و پیکربندی کارت “با دست” مفید است.