Тема 6. Мережні адаптери. Адреси комп’ютерів.
Тип заняття: лекційне.
Цілі заняття:
Вивчити функції, призначення та різновиди мережних адаптерів. Вивчити три схеми адресації вузлів мережі.
Матеріали по заняттю: Література [Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологи, протоколы: Учебник для вузов. 4-е узд. – СПб.: Питер, 2011.- ]; плата мережного адаптеру.
План заняття:
І. Привітання.
ІІ. Повторення матеріалу попередньої лекції.
ІІІ. Викладення матеріалу лекції.
ІV. Узагальнення результатів заняття.
ІІ. Питання для повторення:
Назвіть різновиди кабелю «кручена пара».
Назвіть різновиди коаксіального кабелю.
Які основні характеристики оптико-волокняного кабелю?
ІІІ. Викладення нового матеріалу.
Функції й характеристики мережних адаптерів.
Плати мережного адаптера виступають як фізичний інтерфейс, або з'єднання, між комп'ютером і мережним кабелем. Плати вставляються в слоти розширення всіх мережних комп'ютерів і серверів. До соотв. рознімання (порту) плати підключається мережний кабель.
Призначення плати мережного адаптера:
підготовка даних, що надходять від комп'ютера, до передачі по мережному кабелі;
передача даних іншому комп'ютеру;
керування потоком даних між комп'ютером і кабельною системою.
Плата мережного адаптера, крім того, приймає дані з кабелю й переводить їх у форму, зрозумілу центральному процесору комп'ютера.
Плата мережного адаптера складається з апаратної частини й убудованих програм, записаних у ПЗУ. Ці програми реалізують функції підрівнів Керування логічним зв'язком і Керування доступом до середовища Канального рівня моделі OSI.
Підготовка даних
Перед тим як послати дані в мережу, плата мережного адаптера повинна перевести їх з форми, зрозумілої комп'ютеру, у форму, у якій вони можуть передаватися по мережному кабелі.
Усередині комп'ютера дані передаються по шинах. Як правило, це трохи провідників, розташованих близько друг до друга. Тому що ліній трохи, те й біти даних можуть передаватися по них групами, а не послідовно.
Шини, які використалися в перших персональних комп'ютерах IBM, були відомі як 8-розрядні шини: вони могли передавати групи по 8 битов даних. IBM PC/AT® має 16-розрядну шину, це означає, що вона здатна передавати відразу 16 битов. Багато сучасних комп'ютерів оснащені вже 32-розрядною шиною. Часто говорять, що дані по шині комп'ютера передаються паралельно «parallel), тому що 16 битов або 32 біта рухаються паралельно один одному. Представте, що 16-розрядна шина - це 16-полосная автострада, по якій поруч (паралельно) рухаються 16 машин, кожна з яких перевозить один біт.
У мережному кабелі дані повинні переміщатися у вигляді потоку битов. При цьому говорять, що відбувається послідовна передача, тому що біти випливають друг і іншому. Іншими словами, кабель - це дорога з однією смугою. По таким «дорогах» дані в кожний момент часу рухаються в одному напрямку.
Плата мережного адаптера приймає паралельні дані й організує їх для послідовної (serial), побітової, передачі. Цей процес завершується перекладом цифрових даних комп'ютера в електричні й оптичні сигнали, які й передаються по мережних кабелях. Відповідає за це перетворення трансивер.
Мережний адаптер (Network Interface Card, MC) разом зі своїм драйвером реалізує другий, канальний рівень моделі відкритих систем у кінцевому вузлі мережі — комп'ютері. Більш точно, у мережній операційній системі пари адаптер і драйвер виконує тільки функції фізичного й Мас-уровней, у той час як LLC-рівень звичайно реалізується модулем операційної системи, єдиним для всіх драйверів і мережних адаптерів. Властиво так воно й повинне бути у відповідності з моделлю стека протоколів IEEE 802. Наприклад, в ОС Windows NT рівень LLC реалізується в модулі NDIS, загальному для всіх драйверів мережних адаптерів, незалежно від того, яку технологію підтримує драйвер.
Мережний адаптер разом із драйвером виконують дві операції: передачу й прийом кадру.
Мал. 6.1. Потік паралельних даних перетвориться в потік послідовних даних
Мережна адреса
Крім перетворення даних, плата мережного адаптера повинна вказати своє місцезнаходження, або адреса, - щоб неї могли відрізнити від інших плат.
Мережні адреси (network address) визначені комітетом IEEE. Цей комітет закріплює за кожним виробником плат мережного адаптера деякий інтервал адрес. Виробники «зашивають» ці адреси в мікросхеми. Завдяки цьому кожна плата й, отже, кожний комп'ютер мають унікальна адреса в мережі.
При прийманні даних від комп'ютера й підготовці їх до передачі по мережному кабелі плата мережного адаптера бере участь також в інших операціях.
1. Комп'ютер і плата мережного адаптера повинні бути зв'язані один з одним, щоб здійснювати передачу даних (від комп'ютера до плати). Якщо плата може використати прямий доступ до пам'яті, комп'ютер виділяє їй деяку область своєї пам'яті
2. Плата мережного адаптера запитує в комп'ютера дані.
3. Шина комп'ютера передає дані з його пам'яті платі мережного адаптера.
Часто дані надходять швидше, ніж їх здатна передати плата мережного адаптера, тому тимчасово вони містяться в буфер.