Основные типы аппаратных сетевых устройств физического и канального уровней

Сетевые адаптеры

Адаптер (плата, карта) сетевого интерфейса (Net­work Interface Card, NIC) или сетевой адаптер устанавливается в слот расширения материнской платы компьютера, а в настоящее время обычно бывает встроенным в интегрированную микросхему материнской платы. Подключение адаптера к сети осуществляется через специальный разъем для кабеля или с помощью беспроводного соединителя. Сетевой адаптер и его драйвер ответственны за реализацию большинства функций протоколов канального и физического уровней, необходимых для связи между компьютером и сетью.

При подготовке данных для передачи в сеть сетевой адаптер и его драйвер отвечают за формирование кадра из данных, сгенерированных протоколом сетевого уровня. Кроме того, сетевой адаптер считывает содержимое входящих кадров и направляет данные из них соответствующему протоколу сетевого уровня.

Сетевой адаптер кодирует информацию на физическом уровне, преобразуя двоичные дан­ные (сгенерированные на сетевом уровне и инкапсулированные в кадр) в электрические сигналы, световые импульсы или другие сиг­налы (в зависимости от вида сетевой среды), а также преобразует принятые сигналы в двоичные данные для дальнейшего исполь­зования на вышележащих уровнях.

Сетевой адаптер проверяет целевой адрес канального уровня у каждого пакета, чтобы найти среди них те, которые предназначены для дан­ного компьютера. Если пакет достиг своей цели, сетевой адаптер направляет его для обработки следующим уровням стека протоко­лов. В противном случае пакет игнорируется.

Сетевые адаптеры передают и получают дан­ные по кадру за один раз. Поэтому адаптеру необходим буфер для вре­менного хранения данных, прибывающих от компьютера или из сети в то время, когда адаптер занят формированием кадра и его подготовкой к обработке.

Обмен данными между компьютером и сетевым адаптером, как правило, осущест­вляется посредством параллельной шины компьютера. С другой стороны, передача информации по сети осуществляется последо­вательно (побитово). Сетевой адаптер отвечает за взаимное преобразование этих типов передачи.

Сетевой адаптер реализует соответствующий механизм управления доступом к сетевой среде, необходимый протоколу канального уровня. Характер управления зави­сит от используемого протокола.

Концентраторы

Практически во всех современных технологиях локальных сетей определено устройство, которое имеет несколько равноправных названий – концентратор(concentrator), хаб (hub), повторитель (repeator). В зависимости от области применения этого устройства в значительной степени изменяется состав его функций и конструктивное исполнение. Неизменной остается только основная функция – это повторение кадра либо на всех портах, либо только на некоторых портах, в соответствии с алгоритмом, определенным соответствующим стандартом.

Концентратор обычно имеет несколько портов, к которым с помощью отдельных физических сегментов кабеля подключаются конечные узлы сети – компьютеры. Концентратор объединяет отдельные физические сегменты сети в единую разделяемую среду, доступ к которой осуществляется в соответствии с протоколов локальных сетей. Так как логика доступа к разделяемой среде существенно зависит от технологии, то для каждого типа технологии выпускаются свои концентраторы. Для конкретного протокола иногда используется свое узкоспециализированное название этого устройства, которое более точно отражает его функции.

Каждый концентратор выполняет некоторую основную функцию, определенную в соответствующем протоколе той технологии, которую он поддерживает. Кроме основной функции концентратор может выполнять некоторое количество дополнительных функций. Более подробно функции концентраторов в конкретных сетевых технологиях рассматриваются в разделе 10.