Die Netzwerkkarte

Dezember 2016
carte réseau

Was ist eine Netzwerkkarte?


Die Netzwerkkarte ( auf Englisch Network Interface Card genannt und NIC geschrieben) ist die Schnittstelle zwischen dem Computer und dem Netzkabel. Die Funktion einer Netzkarte besteht darin die Daten im Netzwerk vorzubereiten, zu senden und zu kontrollieren.



Die Netzkarte besitzt meist zwei Kontrollleuchtdioden(LEDs) :

  • Die grüne LED entspricht der Stromversorgung der Karte ;
  • Die orangene (10 Mb/s) oder rote (100 Mb/s) LED gibt die Netzaktivität an (Versand oder Empfang von Daten).

Um die zu versendenden Daten vorzubereiten, benutzt die Karte einen Transceiver der parallele Daten in serielle verwandelt. Jede Karte besitzt eine eigene Adresse, genannt MAC-Adresse, die vom Kartenhersteller zugeteilt wird, und mit der sie eindeutig in der Welt identifiziert werden kann, unter allen anderen Netzkarten.

Die Netzwerkkarten besitzen Parameter die konfiguriert werden können. Unter anderem die Unterbrechungsanforderung (IRQ), die Basisadresse des E/S Anschuss und die Basisadresse des Speichers (DMA).

Um die Kompatibilität zwischen Computer und Netz zu garantieren, muss die Karte an die Architektur des Datenbusses des Computers angepasst sein und den passenden Steckverbindertyp für die Verkabelung besitzen. Jede Karte ist für einen bestimmten Kabeltyp ausgerichtet. Manche Karten haben mehrere Schnittstellen-Steckverbinder (die mit den Springern, den DIP oder über Software parametriert werden). Die am meisten verwendeten Steckverbinder sind die RJ-45-Steckverbinder.
NB : Manche Netztopologien, die Twisted-Pair-Kabel verwenden benutzen den RJ-11-Steckverbinder. Diese Topologien werden manchmal auch " pré-10BaseT » genannt.

Um diese Kompatibilität zwischen Computer und Netz zu garantieren, muss die Karte auch mit der internen Struktur des Computers (Architektur des Datenbus) kompatibel sein und einen Steckverbinder besitzen, der zu dem Kabeltyp passt.

Welche Rolle spielt eine Netzkarte?


Eine Netzkarte dient als physikalische Schnittstelle zwischen dem Computer und dem Kabel. Sie bereitet die vom Computer ausgegebenen Daten für das Netzkabel vor, überträgt sie auf einen anderen Computer und kontrolliert den Datenfluss zwischen Computer und Kabel. Sie übersetzt auch die vom Kabel herkommenden Daten in Oktett, damit sie von der Zentraleinheit des Computers verstanden werden. So ist eine Netzkarte eine Erweiterungskarte die in einen Erweiterungsstecker gesteckt wird (Slot).

Die Vorbereitung der Daten


Die Daten bewegen sich im Computer über Wege die " Bus " genannt werden. Mehrere nebeneinander gelegene Wege führen dazu, dass sich die Daten parallel und nicht seriell (die einen nach den anderen) bewegen.

  • Die ersten Busse funktionierten mit 8 Bits (8 Bits Daten, die auf einmal transportiert wurden)
  • Der Computer PC/AT von IBM führt die ersten 16 bits-Busse ein
  • Heute funktionieren die meisten Busse mit 32 Bits

Auf einem Kabel jedoch, verkehren die Daten in Serien (ein einziger Bit-Fluss), und bewegen sich nur in eine Richtung. Der Computer kann Informationen senden ODER empfangen, aber er kann nicht beides gleichzeitig tun. So strukturiert die Netzkarte eine Datengruppe die parallel ankommt, in Daten die in Serien zirkulieren um (1 Bit).

Dafür werden digitale Signale in elektrische oder optische Signale verwandelt, die auf Netzkabeln übertragen werden können. Die mit dieser Übersetzung beauftragte Vorrichtung ist der Transceiver.

Die Identifizierungsrolle


  • Die Karte übersetzt die Daten und gibt ihre Adresse dem restlichen Netz an, um von anderen Netzkarten unterschieden werden zu können.
  • MAC-Adressen: definiert durch das IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer) das jedem Netzkartenhersteller einen Adressenbereich zuordnet.
  • Sie sind auf den Karten-Chips festgehalten, ein Verfahren, dass man "Brennen der Adresse auf der Karte" nennt. Dadurch hat jede Karte eine EINDEUTIGE MAC-Adresse auf dem Netz.

Die anderen Funktionen der Netzkarte


Der Computer und die Karten müssen kommunizieren damit die Daten von einem zum anderen gelangen können. Der Computer weist also einen Teil seines Speichers den Karten zu die über eine direkten Zugang zum Speicher verfügen (DMA : Direct Access Memory).

Die Karte gibt an, wenn ein anderer Computer eine Datenanfrage an den Computer schickt, in dem sie sich befindet.
Der Bus des Computers überträgt die Daten von dem Speicher des Computers zur Netzkarte.

Wenn die Daten schneller zirkulieren als die Karte sie verarbeiten kann, werden sie im Pufferspeicher der der Karte zugeordnet ist, hinterlegt (RAM) wo sie zeitweise gespeichert werden, während dem Datenversand und -empfang.

Versand und Kontrolle der Daten


Bevor die ausgebende Karte die Daten sendet, dialogiert sie elektronisch mit der empfangenden Karte, um sich über folgende Punkte zu einigen :

  • Maximale Größe der zu sendenden Datengruppen
  • Zu versendendes Datenvolumen, vor Bestätigung
  • Zeitintervalle zwischen den Teilübertragungen der Daten
  • Wartezeit vor dem Senden der Bestätigung
  • Menge die jede Karte enthalten kann, bevor sie überlastet ist
  • Datenübertragungsgeschwindigkeit

Wenn eine neuere, und damit leistungsstärkere, Karte mit einer langsameren kommuniziert, so müssen sie eine gemeinsame Übertragungsgeschwindigkeit finden. Manche Karten verfügen über Schaltungen, mit denen sie sich an langsamere Karten anpassen können.

Es gibt also eine Akzeptierung und Anpassung der Parameter die den beiden Karten eigen sind, vor dem Versenden und Empfangen der Daten.

Konfigurationsparameter der Karte


Die Netzkarten verfügen über Konfigurationsoptionen. Unter anderem :

  • Unterbrechung (IRQ): In den meisten Fällen werden die IRQ 3 und 5 den Netzkarten zugeordnet. Die IRQ 5 wird sogar empfohlen (wenn verfügbar!) und die meisten Karten benutzen sie als Standardparameter.
  • Basisadresse des Ein-/Ausgabe-Anschuss (E/S) : Jedes Peripheriegerät muss eine andere Basisadresse für den entsprechenden Anschluss verwenden.
  • Basisadresse des Speichers : Sie bezeichnet einen Speicherplatz im Arbeitsspeicher (RAM) des Computers. Die Karte benutzt diesen Speicherplatz als Puffer für die eingehenden und ausgehenden Daten. Dieser Parameter wird manchmal "Startadresse" (RAM Start Address) genannt. Meist ist die Basisspeicheradresse für eine Netzkarte D8000. Die letzte Null ist bei manchen Netzkarten gelöscht. Es ist sehr wichtig, nicht eine Basisadresse zu wählen, die schon von einem anderen Peripheriegerät benutzt wird. Dazu muss bemerkt werden, dass bei manchen Netzkarten die Basisspeicheradresse nicht eingegeben werden kann, da sie nicht die RAM-Adressen der Maschine verwenden.
  • Der Transceiver


Bemerkung : es ist möglich die Karte auf logische Weise zu konfigurieren. Die Parameter müssen mit der Aufstellung der Springer oder der DIP-Schalter (Dual Inline Package) übereinstimmen, die sich auf der Netzkarte befinden. Die Einstellungen werden mit der Dokumentation der Karte geliefert. Zahlreiche neuere Karten sind in PnP (Plug and Play). Dadurch entfällt die manuelle Konfiguration der Karte, es kann aber auch störend sein (bei Auftauchen von Konflikten). In diesem Fall ist es meist angenehm die PnP-Option desaktivieren zu können und die Karte manuell konfigurieren zu können.

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  • Meinungen der Gemeinschaft und Merkmale der Netzkarte auf Kioskea

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