Tarjeta de red (en el entorno NIC inglés - controlador de interfaz de red en inglés ), también conocida como tarjeta de red, adaptador de red (en la terminología de Intel [1] ), adaptador Ethernet - por el nombre de la tecnología - un dispositivo adicional que permite la computadora para interactuar con otras redes de dispositivos . En la actualidad, en las computadoras personales y portátiles, el controlador y los componentes que realizan las funciones de una tarjeta de red a menudo se integran en las placas base por conveniencia, incluida la unificación del controlador y la reducción del costo de toda la computadora en su conjunto.
Según la implementación constructiva, las tarjetas de red se dividen en:
En las tarjetas de red de 10 Mbit, se utilizan 4 tipos de conectores para conectarse a la red local:
Estos conectores pueden estar presentes en diferentes combinaciones, pero en un momento dado solo funciona uno de ellos.
En las placas de 100 megabits, se instala un conector de par trenzado ( 8P8C , erróneamente llamado RJ-45 [3] ) o un conector óptico ( SC , ST , MIC [4] ).
Junto al conector de par trenzado, se instalan uno o más LED de información que indican la presencia de una conexión y la transferencia de información.
Una de las primeras tarjetas de red convencionales fue la serie NE1000/ NE2000 de Novell con un conector BNC .
Al configurar una tarjeta adaptadora de red, las siguientes opciones pueden estar disponibles:
Dependiendo de la potencia y complejidad de la tarjeta de red, esta puede implementar funciones computacionales (principalmente cálculo y generación de sumas de verificación de cuadros ) en hardware o software ( mediante un controlador de tarjeta de red que utiliza un procesador central).
Las tarjetas de red del servidor se pueden suministrar con dos (o más) conectores de red. Algunas NIC (integradas en la placa base) también brindan funcionalidad de firewall (como nForce ).
El adaptador de red (tarjeta de interfaz de red (o controlador), NIC), junto con su controlador, implementa la segunda capa de enlace del modelo de sistemas abiertos ( OSI ) en el nodo final de la red: una computadora. Más precisamente, en un sistema operativo de red, el par adaptador/controlador realiza solo las funciones de las capas física y MAC , mientras que la capa LLC suele implementarse mediante un módulo de sistema operativo que es común a todos los controladores y adaptadores de red. En realidad, así es como debería ser de acuerdo con el modelo de pila de protocolos IEEE 802. Por ejemplo, en Windows NT , el nivel LLC se implementa en el módulo NDIS , que es común a todos los controladores de adaptadores de red, independientemente de la tecnología del controlador. apoya
El adaptador de red, junto con el controlador, realiza dos operaciones: transmitir y recibir una trama. Transferir un cuadro de una computadora a un cable consta de los siguientes pasos (es posible que falten algunos, según los métodos de codificación utilizados):
Recibir un marco de un cable a una computadora incluye los siguientes pasos:
La distribución de responsabilidades entre el adaptador de red y su controlador no está definida por estándares, por lo que cada fabricante decide este tema por su cuenta. Normalmente, los adaptadores de red se dividen en adaptadores para equipos cliente y adaptadores para servidores.
En los adaptadores para computadoras cliente, gran parte del trabajo se descarga al controlador, lo que hace que el adaptador sea más simple y económico. La desventaja de este enfoque es el alto grado de carga del procesador central de la computadora con el trabajo rutinario de transferencia de tramas desde la memoria RAM de la computadora a la red. El procesador central se ve obligado a realizar este trabajo en lugar de realizar las tareas de la aplicación del usuario.
Por lo tanto, los adaptadores diseñados para servidores suelen tener sus propios procesadores, que realizan la mayor parte del trabajo de transferencia de tramas de la RAM a la red y viceversa. Un ejemplo de este tipo de adaptador es el adaptador de red SMC EtherPower con un procesador Intel i960 integrado.
Según el protocolo que implemente el adaptador, los adaptadores se dividen en adaptadores Ethernet, adaptadores Token Ring , adaptadores FDDI , etc. concentrador, muchos adaptadores Ethernet actualmente admiten dos velocidades y tienen el prefijo 10/100 en su nombre. Algunos fabricantes llaman a esta propiedad detección automática.
El adaptador de red debe configurarse antes de instalarse en la computadora. Al configurar un adaptador, normalmente especifica el número de IRQ utilizado por el adaptador, el número de canal DMA (si el adaptador admite el modo DMA) y la dirección base de los puertos de E/S.
Si el adaptador de red, el hardware de la computadora y el sistema operativo son compatibles con el estándar Plug-and-Play , entonces el adaptador y su controlador se configuran automáticamente. De lo contrario, primero debe configurar el adaptador de red y luego repetir sus ajustes de configuración para el controlador. En general, los detalles del procedimiento para configurar un adaptador de red y su controlador dependen en gran medida del fabricante del adaptador, así como de las capacidades del bus para el que está diseñado el adaptador.
Si el adaptador de red no funciona correctamente, es posible que su puerto se agite .
Como ejemplo de clasificación de adaptadores, utilizamos el enfoque de 3Com . 3Com cree que los adaptadores de red Ethernet han pasado por 5 generaciones en su desarrollo.
Los adaptadores de primera generación se fabricaron en circuitos lógicos discretos, por lo que su fiabilidad era baja. Tenían memoria intermedia para un solo cuadro, lo que conducía a un rendimiento deficiente del adaptador, ya que todos los cuadros se transmitían de la computadora a la red o de la red a la computadora secuencialmente. Además, la configuración del adaptador de primera generación se hacía de forma manual, mediante jumpers. Cada tipo de adaptador usaba su propio controlador y la interfaz entre el controlador y el sistema operativo de red no estaba estandarizada.
Los adaptadores de red de segunda generación comenzaron a utilizar el método de almacenamiento en búfer de múltiples tramas para mejorar el rendimiento. En este caso, el siguiente cuadro se carga desde la memoria de la computadora al búfer del adaptador simultáneamente con la transferencia del cuadro anterior a la red. En el modo de recepción, después de que el adaptador haya recibido completamente un cuadro, puede comenzar a transmitir este cuadro desde el búfer a la memoria de la computadora al mismo tiempo que recibe otro cuadro de la red.
Los adaptadores de red de segunda generación hacen un uso extensivo de chips altamente integrados, lo que mejora la confiabilidad de los adaptadores. Además, los controladores de estos adaptadores se basan en especificaciones estándar. Los adaptadores de segunda generación generalmente se envían con controladores que funcionan tanto en el estándar NDIS (Network Driver Interface Specification) desarrollado por 3Com y Microsoft y aprobado por IBM , como en el estándar ODI (Open Driver Interface Specification) desarrollado por Novell .
Los adaptadores de red de tercera generación (3Com incluye sus adaptadores de la familia EtherLink III entre ellos) implementan un esquema de procesamiento de tramas canalizado. Se encuentra en el hecho de que los procesos de recibir un marco de la memoria RAM de la computadora y transmitirlo a la red se combinan en el tiempo. Así, después de recibir los primeros bytes de la trama, comienza su transmisión. Esto mejora significativamente (en un 25-55 %) el rendimiento de la cadena " RAM - adaptador - canal físico - adaptador - RAM ". Dicho esquema es muy sensible al umbral de inicio de la transmisión, es decir, al número de bytes de trama que se cargan en el búfer del adaptador antes de que comience la transmisión a la red. El adaptador de red de tercera generación realiza el autoajuste de este parámetro analizando el entorno de trabajo, así como el método de cálculo, sin la participación de un administrador de red. El autoajuste proporciona el mejor rendimiento posible para una combinación particular del rendimiento del bus interno de la computadora, su sistema de interrupción y su sistema de acceso directo a la memoria.
Los adaptadores de tercera generación se basan en circuitos integrados específicos de la aplicación ( ASIC ), lo que mejora el rendimiento y la confiabilidad del adaptador al tiempo que reduce su costo. 3Com llamó a su tecnología de canalización de marcos Parallel Tasking, y otras compañías han implementado esquemas similares en sus adaptadores. Mejorar el rendimiento del enlace "adaptador-memoria" es muy importante para mejorar el rendimiento de la red en su conjunto, ya que el rendimiento de una ruta de procesamiento de tramas complejas, incluidos, por ejemplo, concentradores , conmutadores , enrutadores , enlaces globales, etc. ., está siempre determinada por la actuación del elemento más lento de esta ruta. Por lo tanto, si el adaptador de red del servidor o la computadora del cliente es lento, ningún conmutador rápido podrá acelerar la red.
Los adaptadores de red Fast Ethernet se pueden atribuir a la cuarta generación. Estos adaptadores incluyen necesariamente ASIC , que realiza las funciones de nivel MAC (en inglés MAC-PHY ), la velocidad se desarrolla hasta 1 Gb/s, y también hay una gran cantidad de funciones de alto nivel. El conjunto de tales funciones puede incluir soporte para el agente de monitoreo remoto RMON , esquema de priorización de tramas, funciones de control de computadora remota, etc. En las versiones de servidor de los adaptadores, es casi necesario tener un procesador potente que descargue el procesador central . Un ejemplo de un adaptador de red de cuarta generación es el adaptador 3Com Fast EtherLink XL 10/100.
Tarjetas de red Gigabit Ethernet lanzadas desde 2006 . También se fabrican conmutadores domésticos y enrutadores para comunicaciones gigabit. Soporta protocolos IPv6, TV digital y mucho más.
Terabit Ethernet está en desarrollo para el usuario doméstico, pero en realidad los ISP lo utilizan para las comunicaciones.
| equipo de red | |
|---|---|
| Capa fisica | |
| Capa de enlace | |
| capa de red | |
| Otro | |