Κάρτα δικτύου

Η κάρτα δικτύου (ή ελεγκτής διασύνδεσης δικτύου αγγλ. network interface controller (NIC)) αποτελεί ένα στοιχείο του υλικού που συνδέει έναν υπολογιστή σε ένα δίκτυο υπολογιστών.

Αν και αρχικά οι κάρτες δικτύου υλοποιούνταν σαν κάρτες επέκτασης που τοποθετούνταν σε κάποια κενή θέση του δίαυλου ενός υπολογιστή, λόγω της διάδοσης και του χαμηλού κόστους του προτύπου Ethernet, οι περισσότεροι υπολογιστές σήμερα περιλαμβάνουν μια κάρτα δικτύου στη μητρική κάρτα τους.

Σκοπός

Η κάρτα δικτύου επιτρέπει την επικοινωνία μεταξύ υπολογιστών μέσω ενός δικτύου υπολογιστών. Αποτελεί τόσο επίπεδο 1 του OSI (φυσικό επίπεδο), όσο και επίπεδο 2 (επίπεδο ζεύξης δεδομένων, βλ. μοντέλο OSI), μιας και παρέχει πρόσβαση στο φυσικό μέσο δικτύωσης αλλά και ένα σύστημα διευθυνσιοδότησης χαμηλού επιπέδου μέσω της χρήσης των διευθύνσεων MAC. Η σύνδεση μεταξύ των χρηστών μπορεί να γίνεται είτε με καλώδια, είτε ασύρματα.

Το πρότυπο Ethernet

Αν και υπάρχουν και άλλες τεχνολογίες (π.χ. δακτύλιος με σκυτάλη, token ring), το πρότυπο Ethernet έχει επικρατήσει σχεδόν καθολικά από τα μέσα της δεκαετίας του 1990.

Κάθε κάρτα δικτύου Ethernet έχει ένα μοναδικό σειριακό αριθμό από 48-bits που ονομάζεται η διεύθυνση MAC της και ο οποίος είναι αποθηκευμένος σε μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM) πάνω στην κάρτα. Κάθε υπολογιστής πρέπει να έχει μια κάρτα με μια μοναδική διεύθυνση MAC. Κανονικά δύο κάρτες δε θα έπρεπε να έχουν την ίδια διεύθυνση, γιατί οι κατασκευαστές τους αγοράζουν συνεχόμενα μπλοκ από διευθύνεις από το Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) και δίνουν μοναδική διεύθυνση σε κάθε κάρτα όταν αυτή κατασκευάζεται.

Κάρτα δικτύου Madge 4/16Mbps TokenRing για δίαυλο ISA

Ethernet 10Base-5/2 για δίαυλο ISA

Αν και οι κάρτες δικτύου παλιά ήταν κάρτες επέκτασης που τοποθετούνταν εκ των υστέρων στο δίαυλο του υπολογιστή, σήμερα όλοι οι νεότεροι υπολογιστές έχουν μια κάρτα δικτύου ενσωματωμένη στη μητρική τους. Συνήθως το τσίπσετ της μητρικής έχει δυνατότητες Ethernet ή υπάρχει ένα φτηνό εξειδικευμένο τσιπ Ethernet, που συνδέεται μεσω του διαύλου (π.χ. PCI ή ο νεότερος PCI Express). Δεν απαιτείται τότε ξεχωριστή κάρτα δικτύου, εκτός και αν χρειάζονται πολλαπλές διασυνδέσεις ή χρησιμοποιείται άλλου τύπου δίκτυο. Νεότερες μητρικές μπορεί να έχουν ακόμα και διπλές ενσωματωμένες κάρτες δικτύου.

Υλοποίηση

Η κάρτα υλοποιεί τα ηλεκτρονικά κυκλώματα που χρειάζονται για την επικοινωνία μέσω ενός συγκεκριμένου φυσικού στρώματος ή στρώματος σύδεσης δεδομένων, όπως το Ethernet ή ο δακτύλιος σκυτάλης. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργείται η βάση για μια πλήρη στοίβα πρωτοκόλλων δικτύου, επιτρέποντας την επικοινωνία μεταξύ μικρών ομάδων στο ίδιο τοπικό δίκτυο υπολογιστών (LAN) και την επικοινωνία σε μεγάλες κλίμακες δικτύων με τη χρήση πρωτοκόλλων που δρομολογούνται, όπως το IP.

Υπάρχουν τέσσερις τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά δεδομένων και μια κάρτα δικτύου μπορεί να χρησιμοποιεί μια ή περισσότερες από αυτές.

• Polling είναι η συνεχής εξέταση της κατάστασης ενός περιφερειακού από το μικροεπεξεργαστή για κάποιο πρόγραμμα.
• Προγραμματισμένη Είσοδος/Έξοδος (Programmed I/O) συμβαίνει όταν ο μικροεπεξεργαστής ειδοποιεί ένα περιφερειακό στέλνοντας τη διεύθυνση του στο δίαυλο διευθύνσεων.
• Είσοδος/έξοδος οδηγούμενη από διακοπές (Interrupt-driven I/O) συμβαίνει όταν το περιφερειακό ειδοποιεί το μικροεπεξεργαστή όταν είναι έτοιμο να μεταφέρει δεδομένα.
• Άμεση πρόσβαση στη μνήμη (direct memory access, DMA) συμβαίνει όταν ένα έξυπνο περιφερειακό παίρνει τον έλεγχο του διαύλου του συστήματος για να μπορεί να έχει απευθείας πρόσβαση στη μνήμη. Αυτό γλιτώνει την ΚΜΕ από φόρτο εργασίας αλλά απαιτεί ξεχωριστό επεξεργαστή πάνω στην κάρτα.

Μια κάρτα δικτύου συνήθως έχει μια υποδοχή RJ45 (συνεστραμμένου ζεύγους, twisted pair), BNC, ή AUI για τη σύνδεση του καλωδίου δικτύου, και μερικές διόδους εκπομπής φωτός (LEDs) που πληροφορούν το χρήστη για τη δραστηριότητα στο δίκτυο και τη μετάδοση δεδομένων. Οι κάρτες δικτύου συνήθως είναι διαθέσιμες σε ταχύτητες των 10/100/1000 Mbit/s. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να υποστηρίξουν θεωρητικά ένα μέγιστο ρυθμό μεταφοράς των 10, 100 ή 1000 Megabits ανά δευτερόλεπτο.

Αν και ο όρος 'κάρτα' είναι ο πιο συχνός, υπάρχουν περιπτώσεις που ο ελεγκτής διασύνδεσης δικτύου δεν έχει τη μορφή κάρτας αλλά μπορεί να είναι στοιχείο της μητρικής κάρτας ενός υπολογιστή, ενός δρομολογητή, μιας κάρτας επέκτασης, μιας διασύνδεσης εκτυπωτή ή μιας συσκευής USB.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• IEEE Registration Authority - IEEE OUI and Company_id Assignments (Αγγλικά)
• Ieee Registration Authority - FAQ Αρχειοθετήθηκε 2006-07-18 στο Wayback Machine. (Αγγλικά)