Функции и характеристики сетевых адаптеров

Сетевой адаптер (Netzaork Inteiface Сагг1, NIC) вместе со своим драйвером реа­лизует второй, канальный уровень модели открытых систем в конечном узле сети - компьютере. Более точно, в сетевой операционной системе пара адаптер и драйвер выполняет только функции физического и МАС-уровней, в то время как LLC-уровень обычно реализуется модулем операционной системы, единой для всех драйверов и сетевых адаптеров. Так оно и должно быть в со­ответствии с моделью стека протоколов IEEE 802. Например, в ОС Windows NT уровень LLC реалпзуется в модуле ND's, общем для всех драйверов сетедых адаптеров, независимо от того, какую технолопио поддержииает драйвер.

Сетевой адаптер совместно с драйвером выполняют две операции: передачу и прием кадра.

Перелача кадра из компъютера в кабелъ состоит из перечисленных ниже этапов.

• Прием кадра данпых LLC через межуровневый интерфейс вместе с алресной информацией МАС-уровня. Обычно взаимодействие между протоколами внутри компьютера происходит через буферы, расположенные в оперативной памяти. Данные для передачи в сеть помещаются в эти буферы протоколами верхних уровней, которые извлекают их из дисковой памяти либо из файлового кэша с помощью подсистемы ввода-вывода операцпонной системы.

• Оформление кадра даиных МАС-уровня. Заполнение адресов назначения и ис­точника, вычисление контрольной суммы.

• Формирование символов кодов при использовании избыточных кодов типа 4В/5В. Этот этап ислользуется не во всех протоколах - например, технология Ethernet 10 Мбит/с обходится без него.

• Выдача сигналов в кабель.

Прием кадра пз кабеля в компьютер вкточает следующие действия.

• Прием из кабеля сигналов, кодирующиx битовый поток.

• Выделение сигналов на фоне шума.

• Проверка контрольной суммы кадра. Если она неверна, то кадр отбрасывает­ся, а через межуровневый интерфейс наверх, протоколу LLC передается соот­ветствугощий код ошибки. Если контрольная сумма верна, то из МАС-кадра извлекается кадр LLC и передается через межуровневый интерфейс наверх, протоколу LLC. Кадр LLC помещается в буфер оперативной памяти.

Распределение обязанностей между сетевым адаптером и его драйвером стандар­тами не определяется, поэтому каждый производитель решает этот вопрос само­стоятельно. Обычно сетевые адаптеры делятся на адаптеры для клиентских компьютеров и адаптеры для серверов.

В адаптерах для клиентских компьютеров значительная часть работы перекла­дывается на драйвер, тем самым адаптер оказывается дешевле. Недос­татком такого подхода является высокая степень загрузки центрального процессора компьютера рутинными работами по передаче кадров из оперативной памя­ти компьютера в сеть. Центральный вроцессор вынужден заниматься этой рабо­той вместо выполнения прикладных задач полъзователя.

Адаптеры, предназначенные для серверов, обычно снабжаются собственными про­цессорами, которые самостоятелъно выполняют большую часть работы по пере­даче кадров из оперативной памяти в сеть и в обратном направлении. Примером такого адаптера может служить сетевой адаптер SMS EtherPower со встроенным процессором Intel i960.

В зависпмости от того, какой протокол реализует адаптер, адаптеры делятся на Ethernet-адаптеры, Token Ring-адаптеры, FDDI-адаптеры и т.д. Так как прото­кол Fast Ethernet позволяет за счет процедуры автопереговоров автоматически выбратъ скорость работы сетевого адаптера в зависимости от возможностей кoн­центратора, то многие адаптеры Ethernet сегодня поддерживают две скорости работы и имеют в своем названии приставку 10/100. Это свойство некоторые производитетели называют авточувствительностъю.

Сетевой адаптер перед установкой в компьютер необходимо конфиryрировать. При конфигурировании адаптера обьчно задаются номер прерывання IRQ ис­пользуемого адаптером, номер каиала прямого доступа к памяти DMA (если адаптер поддерживает режим DMA) и базовый адрес портов ввода-вывода.

Если сетевой адаптер, аппаратура компьютера и операционная система поддерживают стандарт P1ug-and-Р1ау, то конфигурирование адаптера и его драйвера осуществляется автоматически. В противном случае нужно сначала сконфигури­ровать сетевой адаптер, а затем повторить параметры его конфигурации для драйвера. В общем случае, детали процедуры конфигурирования сетевого адап­тера и его дpaйвepa во многом зависят от производитея адаптера, а также от возможностей шины, для кoтopoй разработан адаптер.