Πώς λειτουργεί η κάρτα διασύνδεσης δικτύου;

Μια κάρτα διεπαφής δικτύου (NIC), γνωστή και ως προσαρμογέας δικτύου, ενεργεί ως γέφυρα μεταξύ ενός υπολογιστή και ενός δικτύου. Επιτρέπει στον υπολογιστή να στέλνει και να λαμβάνει πακέτα δεδομένων μέσω του δικτύου, είτε πρόκειται για ενσύρματο δίκτυο Ethernet είτε για ασύρματο δίκτυο Wi-Fi. Ακολουθεί μια ανάλυση της λειτουργίας του:

1. Δεδομένα λήψης:

* Φυσικό στρώμα: Η φυσική διεπαφή του NIC (η θύρα RJ45 για το Ethernet ή η κεραία για Wi-Fi) λαμβάνει σήματα από το δίκτυο. Αυτά τα σήματα είναι ακατέργαστα ηλεκτρικά ή ηλεκτρομαγνητικά κύματα που αντιπροσωπεύουν τα δεδομένα.

* Στρώμα σύνδεσης δεδομένων (διεύθυνση MAC): Το NIC εξετάζει το εισερχόμενο σήμα. Ελέγχει τη φυσική διεύθυνση (διεύθυνση MAC) ενσωματωμένη στο πακέτο δεδομένων. Εάν η διεύθυνση MAC ταιριάζει με τη μοναδική διεύθυνση MAC του NIC, το NIC δέχεται το πακέτο. Εάν όχι, απορρίπτεται.

* Ανίχνευση λήψης πλαισίων και σφαλμάτων: Το NIC λαμβάνει τα δεδομένα σε πλαίσια, τα οποία είναι δομημένες μονάδες δεδομένων. Ελέγχει για σφάλματα κατά τη διάρκεια της μετάδοσης χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως τα checksums. Εάν εντοπιστούν σφάλματα, το NIC μπορεί να ζητήσει αναμετάδοση.

* Δεδομένα μετάδοσης στο λειτουργικό σύστημα: Μόλις θεωρηθούν τα δεδομένα χωρίς σφάλματα και αντιμετωπίζονται σωστά, το NIC περνά τα δεδομένα στη στοίβα δικτύου του λειτουργικού συστήματος.

2. Αποστολή δεδομένων:

* Αίτημα λειτουργικού συστήματος: Το λειτουργικό σύστημα, ακολουθώντας τις οδηγίες από εφαρμογές, προετοιμάζει τα πακέτα δεδομένων που πρέπει να σταλούν μέσω του δικτύου. Περιλαμβάνει πληροφορίες όπως η διεύθυνση MAC προορισμού, η διεύθυνση MAC προέλευσης και τα πραγματικά δεδομένα.

* Στρώμα σύνδεσης δεδομένων (διεύθυνση MAC): Το NIC λαμβάνει το πακέτο δεδομένων από το λειτουργικό σύστημα και προσθέτει τη δική του διεύθυνση MAC και τη διεύθυνση MAC προορισμού στο πλαίσιο δεδομένων.

* Φυσικό στρώμα (μετάδοση): Το NIC κωδικοποιεί το πλαίσιο δεδομένων σε ηλεκτρικά ή ηλεκτρομαγνητικά σήματα σύμφωνα με τις φυσικές προδιαγραφές του δικτύου (π.χ. πρότυπα Ethernet, πρότυπα Wi-Fi). Στη συνέχεια μεταδίδει τα σήματα στο καλώδιο δικτύου ή ασύρματα μέσω της κεραίας.

* Έλεγχος πρόσβασης πολυμέσων (MAC): Σε ένα κοινό περιβάλλον δικτύου (όπως το Ethernet), το NIC χρησιμοποιεί πρωτόκολλα MAC (όπως το CSMA/CD) για να αποφευχθούν συγκρούσεις με άλλες συσκευές που μεταδίδουν ταυτόχρονα. Αυτό διαχειρίζεται την πρόσβαση στο κοινό μέσο.

Βασικά στοιχεία και τεχνολογίες:

* Διεύθυνση MAC: Ένα μοναδικό αναγνωριστικό καίγεται στο υλικό του NIC. Είναι σαν τη φυσική διεύθυνση του NIC στο δίκτυο.

* πομποδέκτης: Μετατρέπει τα ηλεκτρικά σήματα σε φωτεινά σήματα (για οπτικές ίνες) ή αντίστροφα.

* PHY (φυσικό στρώμα): Χειρίζεται τη φυσική κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση σήματος δεδομένων.

* MAC (έλεγχος πρόσβασης πολυμέσων): Ελέγχει την πρόσβαση στο μέσο δικτύου.

* Οδηγός: Λογισμικό που επιτρέπει στο λειτουργικό σύστημα να επικοινωνεί με το NIC. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για την κατάλληλη λειτουργία του NIC.

* Χειρισμός διακοπής: Ένας μηχανισμός για το NIC να σηματοδοτήσει το λειτουργικό σύστημα όταν έχει λάβει ή είναι έτοιμος να στείλει δεδομένα.

Συνοπτικά, το NIC εκτελεί κρίσιμες εργασίες χαμηλού επιπέδου, χειρίζοντας τα φυσικά και τα στρώματα σύνδεσης δεδομένων της επικοινωνίας δικτύου. Εξασφαλίζει ότι τα δεδομένα μεταδίδονται και λαμβάνονται σωστά, με ανίχνευση σφαλμάτων και έλεγχο της πρόσβασης στο μέσο δικτύου. Είναι το θεμελιώδες στοιχείο υλικού που επιτρέπει σε έναν υπολογιστή να συνδεθεί και να επικοινωνεί μέσω ενός δικτύου.