Принцип работы. Сетевой адаптер (Network Interface Card, NIC) вместе со своим драйвером реализует второй, канальный уровень модели открытых систем в конечном узле сети —

Сетевой адаптер (Network Interface Card, 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, единым для всех драйверов и сетевых адаптеров. Собственно так оно и должно быть в соответствии с моделью стека протоколов IEEE 802. Например, в ОС Windows NT уровень LLC реализуется в модуле NDIS, общем для всех драйверов сетевых адаптеров, независимо от того, какую технологию поддерживает драйвер.

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

В процессе передачи или приема кадра выполняют семь основных операций. При передаче данных эти действия выполняются в приведенном ниже порядке, а при приеме они изменяется на противоположные.

1. Обмен данными. Данные передаются из ОЗУ компьютера адаптеру или из адаптера в память компьютера через канал ПДП. совместно используемую область памяти или с помощью программного ввода/вывода.

2. Запоминание в буфере. Пока сетевой адаптер обрабатывает данные, они хранятся в его буфере. Это позволяет плате получить доступ сразу ко всему кадру и компенсировать разницу между быстродействием сети и скоростью обработки данных компьютером.

3. Формирование кадра. Сетевой адаптер должен разбить поступившие данные на отдельные блоки (а при приеме собрать их вместе). В сетях Ethernet размер лих блоков - около 1500 байт. а вестях Token Ring кадр обычно имеет длину 4К. Пакету данных предшествовать заголовок, а в конце его записывается заключение (trailer). Заголовок и заключение вместе образуют на физическом уровне протокола «конверт». Именно на этом этапе формируется законченный и готовый к передаче кадр. (При приеме сообщения адаптер на этом этапе распечатывает конверт, удаляя заголовок и заключение).

4. Доступ к кабелю. В сети с обнаружением столкновении. например. Ethernet, сетевой адаптер до начала передачи (или повторной передачи в случае столкновения) проверяет доступность линии. В сети с передачей эстафеты адаптер дожидается получения эстафеты.(Конечно при приеме эти действия не выполняются).

5. Параллельно/последовательное преобразование. При передаче биты данных из буфера последовательно передаются в сеть (при приеме последовательно вводятся в буфер из сети).

6. Кодирование декодирование. Формируются электрические сигналы, соответствующие передаваемым данным или восстанавливаются данные из принимаемых сигналов. В адаптерах Ethernet и Tokenring используются код Манчестер.

7. Передача/прием импульсов. Электрические кодированные импульсы, образующие кадр данных, усиливаются и передаются по кабелю. (При приеме импульсы передаются вверх на этапе декодирования).

 

PCI интерфейс

Микросхема

Приемопередатчик

Управление доступом

Управление приемом

Витая пара

Коаксиальный вход

Управление передачей

 

 

Приёмопередатчик согласует логические сигналы формирующиеся в адаптере, с физическими сигналами в моноканале - уровнями сигналов в витых парах, бинарные сигналы в коаксиальном кабеле и световые сигналы в оптоволоконной линии и тем самым реализуют управление физическим каналом. Блок управления доступом выполняет протокол доступа к моноканалу, взаимодействуя с ним через приемопередатчик. Блок управления передачи обеспечивает вывод на прием-передачу последовательности битов в соответствующих пакетах. Блок управления приемом анализирует пакеты, передаваемые через моноканал, и выделяет пакеты, адресованные узлу, обслуживаемому адаптером. Блоки управления передачей и приемом либо имеют собственную буферную память для хранения пакетов, либо используют память ЭВМ. Четыре указанных блока образуют сетевую часть адаптера, которая связывается с ЭВМ с помощью блока сопряжения через соответствующий интерфейс ввода-вывода.

 

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 проще и дешевле. Недостатком такого подхода является высокая степень загрузки центрального процессора компьютера рутинными работами по передаче кадров из оперативной памяти компьютера в сеть. Центральный процессор вынужден заниматься этой работой вместо выполнения прикладных задач пользователя.

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