Міністерство освіти і науки Республіки Казахстан
Карагандинський державний технічний університет
Кафедра ______ ________
РЕФЕРАТ
з дисципліни: Організація обчислювальних систем
Тема: __________Сетевие Адаптери_____________________
Керівник
_________________
Студент
⁾
2009

Зміст:

Введення

1. Функції та характеристики мережевих адаптерів

2. Класифікація мережевих адаптерів

3. Графічне і структурний опис мережевих адаптерів і їх роз'ємів

3.1 Мережева карта ISA

3.2 Мережева карта PCI

3.3 Роз'єм BNC (коаксіальний кабель)

3.4 Роз'єм RJ-45 (вита пара)

Висновки

Список літератури

Введення

Концентратори разом з мережевими адаптерами, а також кабельною системою представляють той мінімум обладнання, за допомогою якого можна створити локальну мережу. Така мережа буде являти собою загальну поділюване середовище. Зрозуміло, що мережа не може бути дуже великою, тому що при великій кількості вузлів загальне середовище передачі даних швидко стає вузьким місцем, що знижує продуктивність мережі. Тому концентратори й мережеві адаптери дозволяють будувати невеликі базові фрагменти мереж, які потім повинні поєднуватися один з одним за допомогою мостів, комутаторів і маршрутизаторів. Нижче детальніше будуть розглянуті мережеві адаптери.

NIC - Network Interface card

Мережева карта або мережевий адаптер - це плата розширення, що вставляється в роз'єм материнської плати (main board) комп'ютера. Також існують мережеві адаптери стандарту PCMCIA для ноутбуків (notebook), вони вставляються в спеціальний роз'єм в корпусі ноутбука, або інтегровані на материнській платі комп'ютера, вони підключаються з будь-якої локальної шині. З'явилися Ethernet мережеві карти, які підключаються до USB (Universal Serial Bus) порту комп'ютера.

1. Функції та характеристики мережевих адаптерів
Мережевий адаптер (Network Interface Card, NIC) разом зі своїм драйвером реалізує другий, канальний рівень моделі відкритих систем у кінцевому вузлі мережі - комп'ютері. Більш точно, у мережній операційній системі пара адаптер і драйвер виконує тільки функції фізичного й Мас-, у той час як LLC-рівень звичайно реалізується модулем операційної системи, єдиним для всіх драйверів і мережевих адаптерів. Власне так воно і повинно бути у відповідності з моделлю стека протоколів IEEE 802. Наприклад, в ОС Windows NT рівень LLC реалізується в модулі NDIS, загальному для всіх драйверів мережевих адаптерів, незалежно від того, яку технологію підтримує драйвер.
Мережевий адаптер разом із драйвером виконують дві операції: передачу і прийом кадру.
Передача кадру з комп'ютера в кабель складається з перерахованих нижче етапів (деякі можуть бути відсутні, залежно від прийнятих методів кодування).
Прийом кадру даних LLC через міжурівневий інтерфейс разом з адресною інформацією Мас-рівня. Звичайна взаємодія між протоколами усередині комп'ютера відбувається через буфери, розташовані в оперативній пам'яті. Дані для передачі в мережу містяться в цьому буфері протоколами верхніх рівнів, які витягають їх з дискової пам'яті або з файлового кеша за допомогою підсистеми вводу / виводу операційної системи.
Оформлення кадру даних Мас-рівня, у який інкапсулюються кадр LLC (з відкинутими прапорами 01111110). Заповнення адрес призначення й джерела, обчислення контрольної суми.
Формування символів кодів при використанні надлишкових кодів типу 4В/5В. Скремблірованіе кодів для одержання більш рівномірного спектра сигналів. Цей етап використовується не у всіх протоколах - наприклад, технологія Ethernet 10 Мбіт / с обходиться без нього.
Видача сигналів у кабель відповідно до прийнятого лінійного коду - манчестерским, NRZI, MLT-3 і т.п. Прийом кадру з кабелю в комп'ютер включає наступні дії.
Прийом з кабелю сигналів, що кодують бітовий потік.
Виділення сигналів на тлі шуму. Цю операцію можуть виконувати різні спеціалізовані мікросхеми або сигнальні процесори DSP. У результаті в приймачі адаптера утвориться деяка бітова послідовність, з великим ступенем ймовірності збігається з тією, яка була послана передавачем.
Якщо дані перед відправленням у кабель піддавалися скремблірованію, то вони пропускаються через дескремблер, після чого в адаптері відновлюються символи коду, послані передавачем.
Перевірка контрольної суми кадру. Якщо вона неправильна, то кадр відкидається, а через міжурівневий інтерфейс наверх, протоколу LLC передається відповідний код помилки. Якщо контрольна сума вірна, то з MAC-кадру витягається кадр LLC і передається через міжурівневий інтерфейс наверх, протоколу LLC. Кадр LLC міститься в буфер оперативної пам'яті.
Розподіл обов'язків між мережним адаптером і його драйвером стандартами не визначається, тому кожен виробник вирішує це питання самостійно. Зазвичай мережеві адаптери діляться на адаптери для клієнтських комп'ютерів та адаптери для серверов.В адаптерах для клієнтських комп'ютерів значна частина роботи перекладається на драйвер, тим самим адаптер виявляється простіше й дешевше. Недоліком такого підходу є високий ступінь завантаження центрального процесора комп'ютера рутинними роботами по передачі кадрів з оперативної пам'яті комп'ютера в мережу. Центральний процесор змушений займатися цією роботою замість виконання прикладних завдань користувача.
Тому адаптери, призначені для серверів, звичайно забезпечуються власними процесорами, які самостійно виконують більшу частину роботи з передачі кадрів з оперативної пам'яті в мережу й у зворотному напрямку. Прикладом такого адаптера може служити мережевий адаптер SMS Ether Power з вбудованим процесором Intel i960.
У залежності від того, який протокол реалізує адаптер, адаптери діляться на Ethernet-адаптери, Token Ring-адаптери, FDDI-адаптери й т.д. Тому що протокол Fast Ethernet дозволяє за рахунок процедури автопереговорів автоматично вибрати швидкість роботи мережевого адаптера залежно від можливостей концентратора, то багато адаптерів Ethernet сьогодні підтримують дві швидкості роботи й мають у своїй назві приставку 10/100. Це властивість деякі виробники називають авточувствітел'ност'ю.
Мережевий адаптер перед установкою в комп'ютер необхідно конфігурувати. При конфігуруванні адаптера задаються номер переривання IRQ, використовуваного адаптером, номер каналу прямого доступу до пам'яті DMA (якщо адаптер підтримує режим DMA) і базова адреса портів введення / виводу.
Якщо мережевий адаптер, апаратура комп'ютера і операційна система підтримують стандарт Plug-and-Play, то конфігурування адаптера і його драйвера здійснюється автоматично. В іншому випадку потрібно спочатку настроїти мережевий адаптер, а потім повторити параметри його конфігурації для драйвера. У загальному випадку, деталі процедури конфігурування мережевого адаптера і його драйвера багато в чому залежать від виробника адаптера, а також від можливостей шини, для якої розроблений адаптер.
При виборі мережного адаптера слід взяти до уваги такі міркування.
· Тип шини даних, встановленої у вашому комп'ютері (ISA, VESA, PCI або який-небудь ще). Старі комп'ютери 286, 386 містять тільки ISA, відповідно і карту ви можете встановити лише на шині ISA. 486 - ISA і VESA або ISA і PCI (хоча існують плати підтримують всі три ISA, VESA і PCI). Довідатися це можна, подивившись в описі або на саму материнську плату, після того як відкриєте корпус комп'ютера. Ви можете встановити мережеву карту в будь-який відповідний вільний роз'єм. Pentium, Pentium Pro, Pentium-2 і їм подібні використовують ISA і PCI шини даних, причому шина ISA - для сумісності зі старими картами.
· Тип мережі до якої ви будете підключатися. Якщо, наприклад, ви будете підключатися до мережі на коаксіальному кабелі (10Base-2, "тонкий" Ethernet), то вам потрібна мережна карта з відповідним роз'ємом (BNC).
· Його вартість, враховуючи, що ціна на саме передове комп'ютерне обладнання падає дуже швидко. А вийти з ладу мережева карта, за несприятливих обставин, може дуже легко незалежно від того, скільки грошей ви за неї заплатили. З іншого боку, швидкість роботи та надійність у зовсім "no-name" мережевих адаптерів зазвичай гірше, ніж у адаптерів, випущених відомими фірмами.
· Ще треба враховувати підтримку вашого адаптера різними операційними системами. У разі сумісних, наприклад, з RTL (Realtek) або NE2000 ISA (PCI) адаптерів проблем, звичайно, не виникає, ви просто вказуєте "NE2000 Compatible", не замислюючись, яка фірма його зробила. Існує ще цілий ряд адаптерів, підтримка яких забезпечена практично у всіх операційних системах. Для того, щоб перевірити які мережеві карти підтримує ваша ОС треба подивитися в "Compatibility List". Часто в такому списку зазначений чіп, який підтримується, тобто якщо купується мережевий адаптер зроблений на основі цієї мікросхеми, то все буде працювати.
· Від використання деяких мережевих карт доводиться відмовлятися, тому що ніхто не хоче випустити драйвер саме для цієї картки, саме для цієї операційної системи. Тут все дуже схоже на використання принтера, якщо драйвер під вашу ОС є - його можна купувати, якщо драйвера немає - сподіватися нема на що. Правда якщо ви завжди користуєтеся Windows, проблем з пошуком драйверів, зазвичай, не виникає.
Виходячи з вищевикладеного дотримуйтеся наступних принципів при виборі адаптера. Якщо грошей небагато і швидкість не важлива, тоді будь-який з RTL (Realtek) або NE2000 сумісний ISA (PCI) адаптер. У всіх інших випадках, економія згодом призведе до проблем.

2. Класифікація мережевих адаптерів
Як приклад класифікації адаптерів використаємо підхід фірми 3Com, що має репутацію лідера в області адаптерів Ethernet. Фірма 3Com вважає, що мережеві адаптери Ethernet пройшли у своєму розвитку три покоління.
Адаптери першого покоління були виконані на дискретних логічних мікросхемах, у результаті чого мали низьку надійність. Вони мали буферну пам'ять тільки на один кадр, що призводило до низької продуктивності адаптера, тому що всі кадри передавалися з комп'ютера в мережу або з мережі в комп'ютер послідовно. Крім цього, завдання конфігурації адаптера першого покоління відбувалося вручну, за допомогою перемичок. Для кожного типу адаптерів використався свій драйвер, причому інтерфейс між драйвером і мережевою операційною системою не був стандартизований.
У мережевих адаптерах другого покоління для підвищення продуктивності стали застосовувати метод багатокадрової буферизації. При цьому наступний кадр завантажується з пам'яті комп'ютера в буфер адаптера одночасно з передачею попереднього кадру в мережу. У режимі прийому, після того як адаптер повністю прийняв один кадр, він може почати передавати цей кадр із буфера на згадку комп'ютера одночасно з прийняттям іншого кадру з мережі.
У мережевих адаптерах другого покоління широко використовуються мікросхеми з високим ступенем інтеграції, що підвищує надійність адаптерів. Крім того, драйвери цих адаптерів засновані на стандартних специфікаціях. Адаптери другого покоління звичайно поставляються з драйверами, що працюють як у стандарті NDIS (специфікація інтерфейсу мережного драйвера), розробленого фірмами 3Com й Microsoft і схваленого IBM, так і в стандарті ODI (інтерфейс відкритого драйвера), розробленого фірмою Novell.
У мережевих адаптерах третього покоління (до них фірма 3Com відносить свої адаптери сімейства EtherLink III) здійснюється конвеєрна схема обробки кадрів. Вона полягає в тому, що процеси прийому кадру з оперативної пам'яті комп'ютера й передачі його в мережу сполучаються в часі. Таким чином, після прийому декількох перших байт кадру починається їхня передача. Це істотно (на 25-55%) підвищує продуктивність ланцюжка оперативна пам'ять - адаптер - фізичний канал - адаптер - оперативна пам'ять. Така схема дуже чутлива до порога початку передачі, тобто до кількості байт кадру, що завантажується в буфер адаптера перед початком передачі в мережу. Мережевий адаптер третього покоління здійснює самонастроювання цього параметра шляхом аналізу робочого середовища, а також методом розрахунку, без участі адміністратора мережі. Самонастроювання забезпечує максимально можливу продуктивність для конкретного сполучення продуктивності внутрішньої шини комп'ютера, його системи переривань і системи прямого доступу до пам'яті.
Адаптери третього покоління базуються на спеціалізованих інтегральних схемах (ASIC), що підвищує продуктивність і надійність адаптера при одночасному зниженні його вартості. Компанія 3Com назвала свою технологію конвеєрної обробки кадрів Parallel Tasking, інші компанії також реалізували схожі схеми у своїх адаптерах. Підвищення продуктивності каналу «адаптер-пам'ять» дуже важливо для підвищення продуктивності мережі в цілому, тому що продуктивність складного маршруту обробки кадрів, що включає, наприклад, концентратори, комутатори, маршрутизатори, глобальні канали зв'язку і т. п., завжди визначається продуктивністю самого повільного елемента цього маршруту. Отже, якщо мережевий адаптер сервера або клієнтського комп'ютера працює повільно, ніякі швидкі комутатори не зможуть підвищити швидкість роботи мережі.
Випускаються сьогодні мережеві адаптери можна віднести до четвертого покоління. У ці адаптери обов'язково входить ASIC, що виконує функції Мас-рівня, а також велика кількість високорівневих функцій. У набір таких функцій може входити підтримка агента вилученого моніторингу RMON, схема пріоритезації кадрів, функції дистанційного керування комп'ютером і т.п. У серверних варіантах адаптерів майже обов'язкова наявність потужного процесора, що розвантажує центральний процесор. Прикладом мережевого адаптера четвертого покоління може служити адаптер компанії 3Com Fast EtherLink XL 10/100.

3. Графічне і структурний опис мережевих адаптерів і їх роз'ємів

3.1 Мережева карта ISA

Мережева карта комбінована (BNC + RJ45), шина ISA
Одночасне використання двох роз'ємів неприпустимо.

1 - Гніздо під виту пару (RJ-45)
2 - Гніздо для коаксіального дроти (BNC)
3 - Шина даних ISA
4 - Панелька під мікросхему BootROM
5 - Мікросхема контролера плати (Chip або Chipset)
Мікросхема ПЗП "BootROM" призначена для завантаження операційної системи комп'ютера не з локального диска, а з сервера мережі. Таким чином можна використовувати комп'ютер зовсім не має встановлених дисків і дисководів. Іноді це корисно з точки зору безпеки (не принести, не віднести), іноді з точки зору економії. Для установки BootROM на мережевої карти передбачена панелька під Dip корпус. Мікросхема завантаження повинна відповідати мережевої карти.

3.2 Мережева карта PCI

32-х розрядні мережеві адаптери. Якщо є підтримка PCI BUS-Mastering (PCI-Bus-Master-Mode), то це дозволяє зменшити навантаження на процесор.

1 - Гніздо під виту пару (RJ-45)
3 - Шина даних PCI
4 - Панелька під мікросхему BootROM
5 - Мікросхема контролера плати

3.3 Роз'єм BNC (коаксіальний кабель)

Для вітчизняних з'єднувачів:

З'єднувачі призначені для роботи в діапазоні до 10 ГГц. Умовне позначення складається з букв СР, цифр, розділених дефісом і букв. У цих позначеннях перші цифри вказують значення хвильового опору (50 Ом), другі цифри повинні бути в діапазоні від 1 до 100 (для байонетнимроз'ємів зчленувань), а перша літера - вид ізоляційного

матеріалу опорної шайби: П-поліетилен, С-полістирол, К-кераміка, В-високочастотний прес-порошок, Ф-фенопласт. Також вказуються місяць (не завжди) і дві останні цифри року виготовлення.

Розетка (мама)

Роз'єм, розташований на мережній карті.

Вилка пряма (тато) на коаксіальний кабель

Гніздо під пайку. (Типу СР-50-74-ПВ

Роз'єм на кабель обтискний. Потрібен спеціальний інструмент (crimping tool).

3.4 Роз'єм RJ-45 (вита пара)

До мереж на витій парі ставляться мережі 10BaseT, 100BaseTX, 100BaseT4, а також дуже ймовірно затвердження стандарту 1000BaseT.
У мережевих картах комп'ютерів, в хабах і на стінах розташовуються розетки (jack), в них встромляються вилки (plug).

Восьмиконтактний модульний з'єднувач (Вилка, Plug)

Народна назва "RJ-45"

Вилка "RJ-45" ​​схожа на вилку від імпортних телефонів, лише трохи більшого розміру і має вісім контактів

1 - контакти 8 шт.
2 - фіксатор роз'єму
3 - фіксатор дроти

Вилка зі вставкою

Розплетені і розташовані у відповідності з обраним вами способом, проводи кабелю вставляються у вставку до упору, зайве обрізається, потім вставка разом з кабелем вставляється у вилку. Вилка обжимається. При даному способі монтажу довжина розплітання виходить мінімальної, монтаж простіше і швидше, ніж при використанні звичайної вилки без вставки. Така вилка дещо дорожче ніж звичайна

Захисний ковпачок для вилки RJ-45

Для захисту кабелю від можливого переломлення в місці кріплення вилки RJ-45 застосовується захисний ковпачок. Випускається різних кольорів, що зручно для маркування кабелю і буває як розбірного, так і неразборного типу. Ковпачок неразборного типу необхідно надягати на кабель до установки вилки. Розбірний ковпачок складається з двох половинок з замком і його можна встановити після монтажу вилки на кабель.

Восьмиконтактний модульний з'єднувач

Гніздо (jack) і розетка (outlet)

Гнізда встановлюються в мережеві карти, хаби, трансивери та інші пристрої. Сам роз'єм являє собою ряд (8 шт.) Пружних контактів і виїмку для фіксатора вилки. Якщо дивитися на гніздо з боку контактів, причому вони розташовуються знизу, то відлік йде праворуч налево.Розетка представляє собою гніздо (роз'єм) з'єднувача з яких-небудь пристосуванням для кріплення кабелю і корпусом для зручності монтажу. У неї теж включається вилка. Розетки, також як і кабель, бувають різної категорії. На корпусі розетки, звичайно, написано до якої категорії вона належить. При побудові мереж 10Base-2 необхідно використовувати розетки категорії 3 (Cat.3) або краще (Cat.5). А для мереж 100Base-TX необхідно застосовувати тільки Cat.5. Розетки 5-ї категорії поділяються також за способом монтажу кабелю в самій розетці. Існує досить велика кількість рішень, як підтримуваних якою-небудь однієї конкретної фірмою, так і досить загальноприйнятих - "тип 110", "тип KRONE". Треба відзначити, що KRONE - це теж така фірма.

Взагалі, розеток випускається величезна різноманітність, але для дому доводиться використовувати найбільш дешеві: зовнішні. Звичайна розетка представляє собою невелику пластмасову коробочку, до якої додається шуруп та двостороння наклейка для монтажу на стіну. Якщо покриття стіни дозволяє, простіше користуватися наклейкою, якщо ні - доведеться свердлити стінку і прикручувати розетку шурупом. З одного боку корпусу розташовується роз'єм для включення вилки RJ-45, до речі бувають розетки мають у корпусі два роз'єми і більше.
Щоб зняти кришку з коробочки і дістатися до нутрощів розетки треба проявити масу терпіння і винахідливості. Кришка тримається на внутрішніх засувках, зовні ніяк, звичайно, не позначених. По-моєму, виробники змагаються один з одним і з користувачем яку розетку складніше відкрити. Необхідно виявити ці засувки, далі існують дві можливості: клямки відкриваються або всередину (що рідше) або назовні. На засувки відкриваються всередину необхідно натиснути, а відкриваються назовні чим-небудь підчепити. Корисно, при покупці попросити, щоб вам показали, як розетка відкривається. Після зняття кришки, в залежності від того якого типу у вас розетка ви виявите кріплення проводів і роз'єм.

Висновки
Від ефективності мережевих адаптерів залежить продуктивність будь-якої складної мережі, так як дані завжди проходять не тільки через комутатори і маршрутизатори мережі, але і через адаптери комп'ютерів, а результуюча продуктивність послідовно з'єднаних пристроїв визначається продуктивністю самого повільного пристрою.
Мережеві адаптери характеризуються типом підтримуваного протоколу, продуктивністю, шиною комп'ютера, до якої вони можуть приєднуватися, типом прийомопередавача, а також наявністю власного процесора, що розвантажує центральний процесор комп'ютера від рутинної роботи.
Мережеві адаптери для серверів зазвичай мають власний процесор, а клієнтські мережеві адаптери - ні.
Сучасні адаптери вміють адаптуватися до часових параметрів шини і оперативної пам'яті комп'ютера для підвищення продуктивності обміну «мережа-комп'ютер».

Список літератури:

1. Комп'ютерні мережі. Принципи, технології, протоколи: Підручник для вузів 2-е видання. / В.Г. Оліфер, Н.А. Оліфер. - Спб.: Пітер, 2003. - 864 с.: Іл.
2. www.ixbt.ru
3. http://ermak.cs.nstu.ru
4. Ю. А. Кулаков, Г. М. Луцький "Комп'ютерні мережі" М. - К. "Юніор", 1998. - 384с.