Сетевой адаптер

Учебная дисциплина
«Компьютерные коммуникации и сети»
для студентов специальности «Профессиональное обучение»
Лекция №15
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕТЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Учебные вопросы:
1. Проектирование компьютерной сети с
использованием концентраторов.
2. Назначение и классификация сетевых
адаптеров.
Список рекомендуемой литературы:
Основная
1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети.
Принципы, технологии, протоколы: Учебник для
вузов. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 958с.: ил. ISBN
5-469-00504-6
2. Оглтри, Терри. Модернизация и ремонт сетей, 4-е
издание.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом
«Вильямс», 2005. – 1328с. : ил. ISBN 5-84590688-1
Дополнительная
1. Куроуз Дж., Росс К. Компьютерные сети, 4-е изд. –
СПб.: Питер, 2004.
2. Тненбаум Э. Компьютерные сети, 4-е изд. – СПб.:
Питер, 2002.
3. Дуглас Э. Камер. Сети ТСР/IP. Том 1. Принципы,
протоколы и структура. – Вильямс, 2003.
4. Шринивас Вегешна. Качество обслуживания в сетях
IP. – Вильямс, 2003.
Практически во всех современных технологиях
локальных сетей определено устройство,
которое
имеет
несколько
равноправных
названий - концентратор (concentrator), хаб
(hub), повторитель (repeator).
Основной функцией концентратора является
повторение кадра либо на всех портах (как
определено в стандарте Ethernet), либо только
на некоторых портах, в соответствии с
алгоритмом, определенным соответствующим
стандартом.
Рисунок 1 – Внешний вид концентратора Ethernet на 16
портов
Рисунок 2 - Соединения типа «станция-концентратор»
и «концентратор-концентратор» на витой паре
Рисунок 3 - Изоляция портов: передача кадров только
от станций с фиксированными адресами
Рисунок 4 - Искажение поля данных в кадрах, не
предназначенных для приема станциями
Сетевой адаптер (Network Interface Card,
NIC) вместе со своим драйвером реализует
второй, канальный уровень модели открытых
систем в конечном узле сети - компьютере.
Сетевой адаптер совместно с драйвером
выполняют две операции: передачу и прием
кадра.
Передача кадра из компьютера в кабель состоит из
перечисленных
ниже
этапов
(некоторые
могут
отсутствовать, в зависимости от принятых методов
кодирования):
1. Прием кадра данных LLC через межуровневый
интерфейс вместе с адресной информацией МАС – уровня.
2. Оформление кадра данных МАС - уровня, в который
инкапсулируется кадр LLC (с отброшенными флагами
01111110).
3. Формирование символов кодов при использовании
избыточных кодов типа 4В/5В.
4. Выдача сигналов в кабель в соответствии с принятым
линейным кодом - манчестерским, NRZI, MLT-3 и т. п.
Прием кадра из кабеля в компьютер
включает следующие действия.
1.Прием из кабеля сигналов, кодирующих
битовый поток.
2.Выделение сигналов на фоне шума.
3.Если данные перед отправкой в кабель
подвергались скрэмблированию, то они
пропускаются через дескрэмблер.
4.Проверка контрольной суммы кадра.
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.
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.
Классификация сетевых адаптеров
1. Адаптеры первого поколения были выполнены на
дискретных логических микросхемах, в результате чего
обладали низкой надежностью.
2. В сетевых адаптерах второго поколения для повышения
производительности
стали
применять
метод
многокадровой буферизации.
3. Адаптеры
третьего
поколения
базируются
на
специализированных интегральных схемах (ASIC), что
повышает производительность и надежность адаптера
при одновременном снижении его стоимости.
4. Адаптеры четвертого поколения имеют обязательно
специализированную
интегральную
схему
ASIC,
выполняющую функции МАС - уровня, а также большое
количество высокоуровневых функций.
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение концентратора и его основной
функции в компьютерных сетях.
2. Изобразите внешний вид концентратора Ethernet на 16
портов и охарактеризуйте его основные порты и органы
управления.
3. Поясните принцип изоляции портов концентратора для
исключения несанкционированного доступа.
4. Приведите назначение и основные функции сетевого
адаптера.
5. Перечислите особенности клиентских и серверных
сетевых адаптеров.
6. Представьте классификацию сетевых адаптеров.