1.ネットワークカードの主な機能
1.基本的な知識
ネットワークインターフェイスカード（NIC）は、ネットワークアダプターとも呼ばれ、コンピューターをローカルエリアネットワークに接続するデバイスです。通常のコンピュータでもハイエンドサーバーでも、ローカルエリアネットワークに接続されている限り、ネットワークカードをインストールする必要があります。必要に応じて、コンピュータは2つ以上のネットワークカードを同時にインストールすることもできます。
コンピュータが相互に通信する場合、データはストリームではなくフレームで送信されます。フレームは一種のデータパケットと見なすことができます。データパケットには、データ情報だけでなく、データの送受信情報やデータ検証情報も含まれています。
ネットワークカードには、OSIモデルの2つの層（物理層とデータリンク層）が含まれています。
a-物理層データの送受信に必要な電気信号と光信号、回線ステータス、クロック基準、データエンコーディング、および回路を定義し、データリンク層機器の標準インターフェイスを提供します。
b-データリンク層
アドレス指定メカニズム、データフレーム構築、データエラーチェック、伝送制御、ネットワーク層への標準データインターフェイスなどの機能を提供します。
2.
ネットワークカードの機能ネットワークカードには主に2つの機能があります
。1つはコンピュータのデータをフレームにカプセル化すること、もう1つはネットワークケーブル（ワイヤレスネットワークの場合は電磁波）を介してデータをネットワークに送信することです。 ;
もう1つは、ネットワーク上の他のデバイスからの送信を受信することです。着信フレームはデータに再結合され、コンピューターに送信されます。
ネットワークカードは、ネットワーク上で送信されたすべての信号を受信できますが、通常の状況では、コンピューターに送信されたフレームとブロードキャストフレームのみを受け入れ、残りのフレームを破棄します。次に、それはさらに処理するためにシステムCPUに送信されます。コンピュータがデータを送信すると、ネットワークカードは適切な時間待機してパケットをデータストリームに挿入します。受信システムは、メッセージが完全に到着したかどうかをコンピュータに通知し、問題がある場合は、相手にメッセージの再送信を要求します。
2.グラフィカルネットワークカード
最も一般的なPCIインターフェイスネットワークカードを例にとると、ネットワークカードは主にPCB回路基板、メインチップ、データ水銀、ゴールドフィンガー（バススロットインターフェイス）、BOOTROM、EEPROM、クリスタルオシレーター、RJ45で構成されます。インターフェイス、インジケータライト、固定部品など、および一部のダイオード、抵抗、コンデンサ。主要なコンポーネントを個別に見てみましょう。
1.メインチップ
ネットワークカードのメインコントロールチップは、ネットワークカードのコアコンポーネントです。ネットワークカードのパフォーマンスと機能は、主にチップの品質に依存します。例として、Realtekによって導入された一般的なRTL8139CとRTL8139Dを取り上げます。まず、2つはパッケージが少し異なります。前者は128ピンQFP / LQFPで、後者は100ピンです。次に、一致したEEPROMで、8139Cにはより多くのペアがあります。後者より93c56。サポート、8139Dは93C46。ただし、機能に関しては、8139Dの方が強力で、PCI多機能およびPCIブリッジI / Fをサポートします。PCI多機能により、RTL8139Dチップおよびその他の機能チップ（ハードウェアモデムチップなど）が連携して動作するように設計されています。同じPCBボードでさまざまなタイプの多機能カードを作成する場合、8139の役割はLAN信号とPCIバス信号を区別することです。8139Dは電力管理機能も強化します。
ネットワークカードのメインチップの速度で割ると、一般的な10 / 100Mアダプティブネットワークカードチップは、Realtek8139シリーズ/ 810Xシリーズ、VIA VT610シリーズ、Intel 82550PM / 82559シリーズ、Broadcom 44xxシリーズ、3COM 3C920シリーズ、Davicomです。 DM9102、MxicMX98715など。
一般的な10/100 / 1000Mアダプティブネットワークカードチップには、Intelの8254シリーズ、BroadcomのBCM57 **シリーズ、Marvellの88E8001 / 88E8053 / 88E806シリーズ、RealtekのRTL8169S-32 / 64、RTL8110S-32 / 64（LOM）、RTL8169SB、RTL8110SB（LOM ）、RTL8168（PCI Express）、RTL8111（LOM、PCI Express）シリーズ、VIAのVT612シリーズなど。
マーベルの88E8001ギガビットチップ。
ネットワークカードチップには、特にマザーボードオンボード（LOM）ネットワークカードチップの場合、「ソフトとハード」のポイントもあることに注意してください。何が起こっているのですか？a-
プロトコルレイヤー単一で実装されていますMAC（Media Access Layer）コントローラーと呼ばれるモジュール。
b-物理層は、PHY（物理層）と送信機の2つの部分で構成されます。
一般的なネットワークカードチップはMACとPHYを1つのチップに統合しますが、多くのマザーボードのサウスブリッジチップには現在イーサネットMAC制御機能が含まれていますが、物理層インターフェイスを提供していません。したがって、イーサネットを提供するには外部PHYチップが必要です。アクセスチャネル。このタイプのPHYネットワークチップは、一般に「ソフトネットワークカードチップ」として知られています。一般的なPHY機能チップには、RTL8201BL、VT6103などがあります。
「ソフトネットワークカード」は、通常、ネットワーク制御チップのコンピューティング部分をプロセッサまたはサウスブリッジチップに転送して、回路設計を簡素化し、コストを削減しますが、より多くのシステムリソースを消費します。
2. BOOTROM
BOOTROMソケットは、一般にディスクレスブートROMインターフェイスとも呼ばれ、リモートブートサービスを介してディスクレスワークステーションを構築するために使用されます。リモートブートサービス（Remoteboot、通常はRPLとも呼ばれます）を使用すると、ワークステーションのハードディスクの代わりにサーバーのハードディスク上のソフトウェアを使用して、ネットワーク上のワークステーションを起動できます。ディスクレスブートを実現するには、RPL（Remote Program Load）ROMチップをネットワークカードにインストールする必要があります。各RPL ROMチップは、特定の種類のネットワークインターフェイスカード用に作成されており、交換することはできません。RPLを備えたネットワークインターフェイスカードは、ブートレコード要求のブロードキャストを送信し、サーバーはそれに応答するための接続を自動的に確立し、MS-DOSスタートアップファイルをワークステーションのメモリにロードします。
さらに、BOOTROMスロットの中央には通常93C46、93LC46、または93c56 EEPROMチップがあり（93C56は128 16ビットEEPROM、93C46は64 16ビットEEPROM）、これはネットワークカードチップの供給を記録するネットワークカードベンダーID、サブシステムサプライヤーID、ネットワークカードのMACアドレス、バス上のPHYのアドレス、BOOTROMの容量などのネットワークカードの構成、 BOOTROMがシステムを起動できるようにするかどうかなど。マザーボードのオンボードネットワークカードのEEPROM情報は、通常、マザーボードのBIOSに統合されています。
3. LEDインジケータライト
一般的に、各ネットワークカードには複数のLED（発光ダイオード）インジケータがあり、ネットワークカードのさまざまな動作ステータスを示すために使用されます。これにより、ネットワークカードが正常に動作しているかどうかを確認できます。典型的なLEDインジケータは、リンク/動作、フル、電源などです。Link / Actは接続アクティビティのステータスを意味し、Fullは全二重（全二重）を意味し、Powerは電源インジケータ（主にUSBまたはPCMCIAネットワークカードで使用）などを意味します。
4. Wake-on-LANインターフェイス
初期のネットワークカードには、特別な3ピンソケットWake-on-LAN（WOL）インターフェイス（PCI2.1標準ネットワークカード）があります。WakeOnLAN（Wake-on-LAN）はコンピュータをリモートでウェイクアップする機能。1996年10月にIntelによって設立されたAdvancedManageability Allianceの結果、管理者は勤務時間外にリモートでコンピュータをウェイクアップし、ソフトウェアの更新などの一部の管理サービスを自動的に完了できるようになります。またはウイルススキャン。これは、Wired forManagementの基本仕様の一部でもあります。Wake-on-LANの動作原理は、管理ソフトウェアパッケージがMagic Packet標準に基づいてウェイクアップフレームを送信することです。ウェイクアップフレームを受信した後、Wake-on-LANをサポートするネットワークカードがそれを分析し、フレームにネットワークカードのMACアドレスが含まれているかどうかを判別します。このネットワークカードのMACアドレスが含まれている場合、コンピュータシステムは自動的に起動状態になります。
現在、主流の独立したネットワークカードまたはマザーボードのオンボードネットワークカードはPCI2.2以上の仕様に準拠しているため、このインターフェイスは不要です。Wake-on-LAN機能を有効にするには、「Wake onPCI」を有効にするだけです。マザーボードBIOSの「カード」機能。
5.データマーキュリー
データマーキュリーは、コンシューマーレベルのPCIネットワークカードで使用できるデバイスです。データマーキュリーは、ネットワークトランスフォーマーまたはネットワーク絶縁トランスフォーマーとも呼ばれます。ネットワークカードで果たす主な機能は2つあります。1つはデータの送信です。1つは差動モード結合コイルを使用してPHYから送信された差動信号をフィルタリングし、信号を強化し、電磁界の変換によってさまざまなレベルに結合します。ネットワークケーブルのもう一方の端を接続します。1つは、ネットワークケーブルで接続されたさまざまなレベルのさまざまなネットワークデバイスを分離して、ネットワークケーブルを介したさまざまな電圧の送信による機器の損傷を防ぐことです。さらに、データ水銀は機器の雷保護にも役割を果たすことができます。
6.水晶
発振器水晶発振器はQuartzOscillatorの略で、英語名はCrystalです。これはクロック回路の最も重要なコンポーネントです。その機能は、グラフィックカード、ネットワークカード、マザーボードのさまざまな部分に基準周波数を提供することです。ルーラーのようなものです。動作周波数が不安定なため、関連機器の動作周波数が不安定になり、当然問題が発生しやすくなります。製造工程の継続的な改善により、周波数偏差、温度安定性、経年劣化率、水晶発振器の気密性などの重要な技術的指標が非常に良好になり、故障しにくくなりましたが、それでも注意を払うことができますそれを選択するときの水晶発振器の品質に。
たとえば、ネットワークカードのクロック回路は高精度のSKO25MHz水晶発振器を使用しているため、データ伝送の正確な同期を確保し、パケット損失の可能性を大幅に減らすことができます。また、回路設計はメインチップに非常に近いです。信号ルーティングを可能な限り行う長さが大幅に短縮され、信頼性がさらに向上します。また、低品質の水晶発振器を使用すると、ネットワークカードのコストを少し削減できますが、周波数が正確であるため、送信プロセス中にデータパケット損失が発生しやすくなります。
7.ネットワークケーブルインターフェース
デスクトップコンシューマレベルネットワークカードの一般的なネットワークカードインターフェイスには、BNCインターフェイスとRJ-45インターフェイス（電話インターフェイスと同様）が含まれ、両方のインターフェイスを備えたデュアルポートネットワークカードもあります。インターフェイスの選択は、ネットワーク配線の形式に関連しています。小規模な共有LANでは、BNCポートネットワークカードは同軸ケーブルを介して他のコンピューターやサーバーに直接接続され、RJ-45ポートネットワークカードはハブに接続されます（ HUB）またはツイストペアを介して切り替え、次にハブまたはスイッチを介して他のコンピューターとサーバーを接続します。
現在、このインターフェイスタイプのBNCインターフェイスを備えたネットワークカードはまれです。これは主に、伝送媒体として細い同軸ケーブルを使用するネットワークが少なく、ネットワークモードでの問題が多いためです。RJ-45は8コア回線ですが、電話回線インターフェイスは4コアで、通常は2コア回線のみです（ISDN電話回線は4コア回線に接続されています）。ただし、実際には、詳しく調べることができます。 10MネットワークカードのRJ-45ソケット4つのピン1、2、3、および6のみが使用されます。100Mまたは1000Mネットワークカードの場合、8つのピンすべてが使用されます。これは、10Mと100Mのネットワークカードを区別する方法でもあります。 。
8.伝送媒体タイプ
ツイストペアケーブルは、絶縁ジャケット内に多数のペア線で構成されたデータ伝送線路であり、安価であることが特徴です。現在のネットワークカードのほとんどは、伝送ケーブルとしてツイストペア線を使用しています。スター型ネットワークの配線接続には、ツイストペアケーブルが一般的に使用されます。ネットワークカードとハブを接続するために、両端にRJ-45ヘッド（クリスタルヘッド）が取り付けられています。ネットワークケーブルの最大長は約100メートルです。
ツイストペアには、STP（シールド付きツイストペア）とUTP（シールドなしツイストペア）の2種類があります。STPのツイストペアには金属絶縁膜があり、データ伝送時の電磁干渉を低減できるため、安定性が高くなっています。しかし、UTPにはそのような金属膜がないため、安定性は劣りますが、安価であるという利点があります。その中で、STP（シールド付きツイストペア）は主に3と5の2種類に分けられ、UTP（シールドなしツイストペア）は主に3種類/ 4種類/ 5種類/スーパー5種類/ 6種類に分けられます。主にカテゴリ5ツイストペアケーブルを使用しています。カテゴリ5ツイストペアケーブルの外側の保護ゴムは厚く、ゴムには「CAT5」の文字が記されています。カテゴリ5ツイストペアはシールドなしツイストペアです。通常のカテゴリ5ツイストペアと比較して、カテゴリ5ツイストペアは信号を送信する際の減衰が小さく、干渉防止能力が高くなります。100Mネットワークでは、ユーザー機器干渉の程度は現在のアプリケーションの主流でもある通常のカテゴリ5ケーブルの1/4。
9.バスインターフェイス
ネットワークカードは、コンピュータに接続されている場合にのみ通常どおりに使用できます。コンピュータ上のさまざまなインターフェイスが無限のストリームで出現するため、ネットワークカードで使用されるさまざまなバスインターフェイスタイプも発生します。また、バスインターフェースに関しては、一般的にこのタイプのインターフェースを「ゴールデンフィンガー」と呼んでいることを説明する必要があります。なぜゴールデンフィンガーと呼ばれるのですか？これは、このタイプのカードのピンがチタンでできているためです。メッキされた金（または他の金属）。プラグを抜き差しするときに安全な接触を確保します。これにより、それ自体の干渉防止能力が向上するだけでなく、他の機器への干渉も減少します。
理解を容易にするために、さまざまなインターフェイスタイプを備えた一般的なネットワークカードを以下に示します。
①ISAインターフェースネットワークカード
ISAは初期のネットワークカードで使用されていたバスインターフェースの一種です。ISAネットワークカードはプログラム要求I / Oを使用してCPUと通信します。この方法はネットワーク伝送速度が低く、CPUリソースの使用量が多くなります。ほとんどが10Mネットワークです。カード。基本的にISAバスタイプのネットワークカードは市場に出回っていません。著者は古い部品リストからいくつかのISAネットワークカードを見つけました。D-LINK製品は、イレーサーで金色の指を掃除した後でも使用できます。
②PCIインターフェースネットワークカード
PCI（ペリフェラルコンポーネントインターコネクト）バススロットは、依然としてマザーボード上で最も基本的なインターフェースです。これは、64ビットに拡張可能な32ビットデータバスに基づいており、動作周波数は33MHz / 66MHzです。データ転送速度は毎秒132MB（32 * 33MHz / 8）です。現在、PCIインターフェースネットワークカードは、依然として家庭用消費者市場の絶対的な主流です。
③PCI-Xインターフェースネットワークカード
PCI-XはPCIバスの拡張アーキテクチャです。PCIバスはターゲットデバイスとバスの間で頻繁にデータを交換する必要があるのに対し、PCI-Xはターゲットデバイスを許可するという点でPCIバスとは異なります。単一のPCI-Xデバイスが交換されたようです。同時に、PCI-Xデバイスにデータ転送がない場合、バスはPCI-Xデバイスを自動的に削除して、PCI間の待機時間を短縮します。デバイス。したがって、同じ周波数で、PCI-XはPCIよりも14〜35％高いパフォーマンスを提供できます。現在、サーバーネットワークカードは、このようなインターフェイスを備えたネットワークカードを使用することがよくあります。
④PCI-EインターフェースネットワークカードPCIExpress
1Xインターフェースは、主流のマザーボードに必要なインターフェースになっています。パラレル伝送とは異なり、PCI Expressインターフェイスはポイントツーポイントシリアル接続を採用しています。PCIExpressインターフェイスは、ビット幅に関するバスインターフェイスのさまざまな要件に応じて異なります。PCIExpress1X（標準250MB / s、双方向500MB /秒）、2X（標準500MB /秒）、4X（1GB /秒）、8X（2GB /秒）、16X（4GB /秒）、32X（8GB /秒）。PCI-Eインターフェイスを備えたほとんどのネットワークカードはギガビットネットワークカードです。
⑤USBインターフェースネットワークカード
現在のパソコンではUSBインターフェース（ユニバーサルシリアルバス）がなかなか見つかりません。USBバスはUSB2.0規格とUSB1.1規格に分かれています。USB1.1規格の伝送速度の理論値は12Mbpsで、USB2.0規格の伝送速度は480Mbpsにもなる可能性があります。現在のUSB有線ネットワークカードはほとんどがUSB2.0規格です。
⑥PCMCIAインターフェースネットワークカード
PCMCIAインターフェースはノートブックコンピュータ専用のインターフェースです。PCMCIAバスは16ビットPCMCIAと32ビットCardBusの2つのカテゴリに分けられます。CardBusネットワークカードの最大スループットは90Mbpsに近いです。 。現在、市販のノートブックです。ネットワークカードの主流です。
△Mini-PCIインターフェースネットワークカード
MiniPCIインターフェースは、デスクトップPCIインターフェースをベースにしたノートパソコンに適したインターフェース規格で、PCI規格と同等の速度で、ワイヤレスネットワークカードを多く使用しています。
また、AMRなどのインターフェースを備えたネットワークカードが市場に出回っていますが、スペースと人気の関係から、この記事ではそれらを1つずつ紹介することはしません。