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.
Чтобы обеспечить физическое соединение между компьютером и сетью, к с ответствующему разъему, или порту, платы (после ее установки) подключается сетевой кабель.
Рис. 1.20 – Плата сетевого адаптера
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.
Плата 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 модели OSI.
Перед тем как послать данные в сеть, плата сетевого адаптера должна перевести их из формы, понятной компьютеру, в форму, в которой они могут передаваться по сетевому кабелю.
Внутри компьютера данные передаются по шинам. Как правило, это несколько проводников, расположенных близко друг к другу. Так как линий несколько, то и биты данных могут передаваться по ним группами, а не последовательно.
Шины, которые использовались в первых персональных компьютерах IBM, были известны как 8- и 16-разрядные шины: они могли передавать группы по 8 или 16 битов данных. Современные компьютеры оснащены 32-разрядной шиной.
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 (serial), побитовой, передачи. Этот процесс завершается переводом цифровых данных компьютера в электрические и оптические сигналы, которые и передаются по сетевым кабелям. Отвечает за это преобразование трансивер.
Рис. 1.21 – Поток параллельных данных преобразуется в поток последовательных данных.
Помимо преобразования данных, плата сетевого адаптера должна указать свое местонахождение, или адрес, — чтобы ее могли отличить от остальных плат.
Сетевые адреса (network address) 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.
1. Компьютер и плата сетевого адаптера должны быть связаны друг с другом, чтоб осуществлять передачу данных (от компьютера к плате). Если плата может использовать прямой доступ к памяти, компьютер выделяет ей некоторую область своей памяти
2. Плата сетевого адаптера запрашивает у компьютера данные.
3. Шина компьютера передает данные из его памяти плате сетевого адаптера.
Часто данные поступают быстрее, чем их способна передать плата сетевого адаптера, поэтому временно они помещаются 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 может принять каждая плата, не переполняясь;
- скорость передачи данных.
Каждая плата оповещает другую о своих параметрах, принимая «чужие» параметры и подстраиваясь к ним. После того как все детали определены, платы начинают обмен данными.
Параметры платы сетевого адаптера должны быть корректно установлены, чтобы ее работа протекала правильно. В их число входят:
прерывание;
- базовый адрес порта ввода/вывода;
- базовый адрес памяти;
- используемый трансивер.
Рис. 1.22 – Плата сетевого адаптера с DIP-переключателями •
Линии запроса прерывания — это физические линии, по которым различные устройства (например, порты ввода/вывода, клавиатура, драйверы дисков и платы сетевого адаптера) могут послать микропроцессору компьютера запросы на обслуживание, или на прерывание.
Линии запроса прерывания встроены в аппаратуру компьютера, они имеют различные уровни приоритетов, что позволяет процессору определить наиболее важный из запросов.
Посылая компьютеру запрос, плата сетевого адаптера использует прерывание (interrupt) — электрический сигнал, который направляется центральному процессору компьютера. Все устройства в компьютере должны пользоваться разными линиями запроса прерывания, или прерыванием (IRQ). Линия запроса прерывания задается при настройке устройства. (Примеры см. в таблице.)
В большинстве случаев платы сетевого адаптера используют прерывание IRQ3, IRQ5, IRQ10 или IRQ11. Если есть выбор, рекомендуем отдать предпочтение IRQ5, тем более что это значение установлено по умолчанию во многих системах. Чтобы определить, какие значения прерываний установлены по умолчанию в Вашей системе, воспользуйтесь диагностическими программными утилитами, например Microsoft Diagnostic (MSD).
Если ни IRQ3, ни IRQ5 недоступны, выберите другой доступный номер прерывания (никакое другое устройство Вашего компьютера не должно его использовать) из таблицы.
IRQ
Компьютер с процессором 80286 (или выше)
2(9)
EGA/VGA
Доступен [если не занят вторым последовательным портом (COM2, COM4) или мышью]
СОМ1, COM3
Доступен [если не занят вторым параллельным портом (LPT2) или звуковой платой]
Контроллер дисковода
Параллельный порт (LPT1)
Часы
Доступен
Доступен '
Мышь (PS/2®)
Математический сопроцессор
Контроллер жесткого диска
Доступен
Базовый порт ввода/вывода (base i/o port) определяет канал, по которому курсируют данные между устройством компьютера (например, платой сетевого адаптера) и его центральным процессором. Для центрального процессора порт выглядит как адрес.
Каждое устройство системы должно иметь уникальный адрес базового порта ввода/вывода. Адреса портов (в шестнадцатеричном формате), представленные в следующей таблице, если они не заняты, могут быть выделены плате сетевого адаптера. Здесь перечислены адреса портов и соответствующие им устройства. Сверьтесь с документацией компьютера, чтобы уточнить занятые адреса.
Базовый адрес памяти (base address) указывает на ту область памяти компьютера (RAM), которая используется платой сетевого адаптера в качестве буфера для входящих и исходящих кадров данных. Этот адрес иногда называют начальным адресом RAM.
Часто базовым адресом памяти у платы сетевого адаптера является D8000. (Для некоторых плат последний нуль не указывается: вместо D8000 пишется D800.) Запомните, необходимо выбирать базовый адрес памяти, не занятый 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 Вы выделяете, тем выше скорость сети, но тем меньше памяти остается для других целей.
Плата сетевого адаптера может иметь и дополнительные параметры, их также необходимо задать при конфигурировании. Например, некоторые платы поставляются с внешним и встроенным трансивером.
Выбор часто производится с помощью перемычек — небольших соединители которые, связывая два вывода, определяют, какая цепь будет использоваться платой
Рис. 1.23 – Плата сетевого адаптера с внешним и встроенным трансивером
Чтобы обеспечить совместимость компьютера и сети, плата сетевого адаптера должна отвечать следующим требованиям:
- соответствовать внутренней структуре компьютера (архитектуре шины данных);
- иметь соединитель (он должен подходить к типу кабельной системы) для подключения сетевого кабеля.
Например, плата, которая должна работать в компьютере Apple® в сети с топологией «шина», не будет работать в компьютере IBM в сети с топологией «кольцо». Сеть топологии «кольцо» требует плату, которая физически отличается от применяемой в сети топологии «шина», к тому же Apple использует другой метод взаимодействия по сети и внутреннюю системную шину.
Координируя взаимодействие сетевого кабеля и компьютера, плата сетевого адаптера выполняет три важные функции:
- организует физическое соединение с кабелем;
- генерирует электрические сигналы, передаваемые по кабелю;
- следует определенным правилам, регламентирующим доступ к сетевому кабелю.
Прежде чем выбрать плату сетевого адаптера, соответствующую Вашей сети. Вы должны определить тип кабеля и соединителей, которые будете использовать.
Каждый тип кабеля имеет различные физические характеристики, которым должна соответствовать плата. Поэтому плата сетевого адаптера рассчитана для работы с определенным типом кабеля (коаксиальным, витой парой или оптоволокном).
Некоторые платы сетевого адаптера имеют несколько типов соединителей. Например, есть платы, разъемы которых подходят для тонкого и толстого коаксиальных кабелей или для витой пары и толстого коаксиального кабеля.
Для подключения тонкого коаксиального кабеля используют разъем, представленный на рисунке 1.24.
Рис. 1.24 – Разъем для подключения BNC-коннектора
Для подключения толстого коаксиального кабеля применяется 15-контак AUI-кабель, соединяющий 15-контактный (DB-15) разъем платы сетевого адаптера с, внешним трансивером. Вы, вероятно, помните о том, что внешний трансивер для подключения к толстому коаксиальному кабелю использует так называемый «зуб вампира».
Рис. 1.25 – Разъем для подключения 15-контактного AUІ
Для подключения витой пары применяется разъем RJ-45, который показан на рис. 1.26. С виду RJ-45 напоминает телефонный разъем RJ-11, но он больше по размеру, поскольку имеет 8 контактов, а разъем RJ-11 — только 4.
