MREŽNI ADAPTERI

Mrežni adapteri (ili kartice mrežnog interfejsa, engl. Network Interface Card, Nic; ili mrežne kartice) obezbeđuju fizičku vezu uzmeđu kablova i računara. Kada se mrežna kartica instalira na računar, u priključak na mrežnoj kartici se stavlja kabl i tako se ostvaruje fizička veza između računara i kabla.

U računarima različitih namena koriste se različite vrste mrežnih kartica. Jedna vrsta mrežnih kartica koristi se za npr. računare u mreži ravnopravnih korisnika, a druga za servere. Obična mrežna kartica, predviđena je za stoni računar i ima jedan mrežni priključak. Serverske mrežne kartice obično imaju više priključaka (ali ne uvek) i bolje performanse (povećana pouzdanost, veći protok, manje opterećuju procesor).

Neki od metoda kojima se poboljšava mrežni saobraćaj su: Preuzimanje nadležnosti između priključaka

Ovo je način zaštite od otkaza na važnim serverima i podrazumeva da, ako neki priključak otkaže, sav saobraćaj preko tog priključka preusmerava se na rezervni priključak.

Agregacija portovaAgregacija mrežne kartice je funkcija mrežne kartice, podržana softverskim putem. Agregacijom priključaka se grupa priključaka objedinjuje u jedan virtuelni priključak. Sav saobraćaj preko ovog virtuelnog priključka se u stvari prenosi se podjednako kroz sve fizičke priključke grupe, čime se višestruko uvećava brzina prenosa. U slučaju otkaza jednog priključka iz grupe, ostali priključci preuzimaju njegovo opterećenje.

Fast EthernetChannel (FEC)Ovu tehnologiju je razvila kompanija Cisko Systems. Takođe se sastoji se u grupisanju priključaka. Moguće je grupisati četiri mrežne kartice sa po jednim priključkom. dve mrežne kartice sa po dva priključka ili jednu mrežnu karticu sa četiri priključka. Da bi se u mreži primenio puni dupleks, moraju ga podržavati i ostali mrežni uređaji (skretnice, usmerivači ...).

Puni dupleksMrežne kartice koje podržavaju puni dupleks mogu u isto vreme i da primaju i da šalju podatke, čime se suštinski udvostručuje propusni opseg veze.

Microsoft ClusteringOva tehnologija dolazi iz kompanije Microsoft. Sastoji se u grupisanju servera, tako da rade kao jedan sistem. Ako jedan član grupe otkaže, njegovi poslovi se raspodeljuju ostalim članovima grupe.

Podrška za velike okvireNeke kartice imaju podršku za velike okvire pri prenosu podatka. Da bi se mogli koristiti veliki okviri, oba račuanra koja učestvuju u prenosu podataka, kao i usputni mrežni uređaji, moraju podržavati velike okvire.

Puni dupleksMrežne kartice koje podržavaju puni dupleks mogu u isto vreme i da primaju i da šalju podatke, čime se suštinski udvostručuje propusni opseg veze.

Mrežna kartica obavlja četiri osnovna zadatka priprema podatke iz računara za slanje kroz mrežu

Podaci se kroz računar kreću provodnicima, postavljenim paralelno, jedan uz drugi. Ovi provodnici zovu se sabirnica, engl. bus (još i magistrala podataka) i kroz njih podaci (tj. bitovi) putuju "paralelno", u grupama. Takav prenos podataka ovemo paralelan prenos. Međutim, kroz mrežni kabl bitovi se kreću jedan za drugim, tj. kao u koloni, i taj prenos zovemo serijski prenos podataka. Uloga mrežnog adaptera je da podatke uređene za

paralelan prenos, preuredi tako da mogu da se šalju serijskim prenosom, kroz mrežni kabl. Komponenta koja obavlja ovaj posao naziva se primopredajnik. A zatim se računarski digitalni signali prevode u električne ili svetlosne signale koji mogu da putuju kroz kabl.Prilikom razmene podataka između mrežne kartice i računara, mrežna kartica obavlja još neke operacije:

- mrežna kartica signalom od računara traži podatke koje treba preneti- ako kartica može da koristi direktan pristup memoriji (Direct Access Memory,

DMA), računar će odvojiti deo svog memorijskog prostora i dodeliti ga kartici na korišćenje. DMA takođe znači da kartica može podatke iz svoje prihvatne memorije (tj. bafera kartice) premešta direktno u memoriju računara, bez angažovanja procesora

- sabirnica računara premešta podatke iz memorije računara u mrežni adapter šalje podatke drugom računaru kontroliše protok podataka između računara i mrežnog kabla prima podatke iz kablova i prevodi ih u oblik koji procesor može da koristi

Odnosno, preuređuje serijski uređene podatke tako da mogu da se paralelno prenesu sabirnicom do procesora.

Svaka mrežna kartica ima jedinstvenu adresu u mreži. To je tzv. fizička, MAC adresa. Međunarodni institut inženjera elektrotehnike i elektronike (IEEE) svakom prozvođaču mrežnih kartica dodeljuje jedinstveni blok adresa i svaki proizvođač u mrežn ekartice trajno, hardverski u čipove upisuje jedinstvene adrese. Ova adresa ima 6 bajtova, a prikazuje se sa 12 heksadecimalnih cifara, npr. 00:04:5A:D1:9D:25.

Zbog toga što se podaci često, kroz sabirnicu ili kabl, kreću većom brzinom nego što kartica može da prihvati, podaci se privremeno smeštaju u bafer, odnosno prihvatnu pomoćnu memoriju (rezervisani deo RAM-a adaptera). A kada bude moguće, ti podaci se dalje prenose kablom, ili u memoriju računara.

Pre nego što dođe do prenosa podataka kroz mrežu, mrežni adapter računara koji šalje podatke vodi složene elektronske pregovore sa mrežnim adapterom računara koji treba da primi podatke, pri čemu treba da se slože oko sledećeg:

maksimalne veličine blokova podatak koji se prenose količine podataka koja se može poslati pre pvratne potvrde o prijemu vremenskog intervala između slanja blokova podataka vremenskog intervala tokom kojeg se čeka potvrda o prijemu količine podataka koku može da primi svaka kartica pre nego što dođe do prepunjenja

njenog bafera (engl. buffer overflow) brzine prenosa podataka

Na primer, ako novija, brža i savršenija mrežna kartica treba da komunicira sa starijom, sporijom mrežnom karticom, ove kartice pregovaraju da bi utvrdile zajedničku brzinu prenosa, a ugovaraju i primenu zajedničkih, gore navedenih parametara prenosa. Većina novih kartica ima elektronska kola koja im omogućavaju da se prilagode sporijim karticama. Mrežne kartice šalju jedna drugoj vrednosti svojih parametara i prihvataju (i prilagođavaju se) ili odbacuu parametre druge strane, sve dok se ne nađe optimalan zajednički skup parametaa. Kada se svi parametri komunikacije usaglase, kartice počinju razmenu podataka.

Podešavanje parametara mrežne karticeMrežni adapteri često imaju opcije koje mogu da se podešavaju, a ovo podešavanje je neophodno da bi kartica mogla da radi. Opcije za podešavanje su:

Linije za zahtev za prekid

Linije za zahtev za prekid (Interrupt Request Lines, IRQ) su hardverske linije kroz koje uređaji, kao što su I/O portovi, tastatura, miš, diskovi i mrežne kartice zahtevaju od procesora da im posveti malo pažnje i učini neku posao za njih. IRQ linije su ugrađene u unutrašnji hardver računara i dodeljeni su im različiti nivoi prioriteta. Zahtevi za prekid sa nižim brojem imaju viši prioritet. Na primer, procesor će pre opslužiti zahtev IRQ3 nego IRQ12. Mada je moguće da više uređaja ima isti zahtev za prekid, uobičajeno je da svaki uređaj ima jedinstven IRQ. S obzirom na važnost performansi mrežne kartice, za nju bi trebalo koristiti najniži raspoloživi IRQ, odnosno najniži slobodnu IRQ liniju. U većini slučajeva mrežne kartice koriste linije IRQ3 ili IRQ5. Slobodne IRQ linije se mogu videti u prozoru Control Panel→ System→ Hardware→ Device Manager.

Bazna I/O adresa priključkaIRQ linije služe da privuku pažnju procesora, ali između procesora i mrežne kartice između moraju postojati kanal za prenos komandi i podataka1. To su osnovni ulazno/izlazni priključci (base I/O ports). Procesor vidi port kao adresu.

Osnovna RAM adresaOsnovna memorijska adresa u RAM-u2 (base RAM adress) određuje deo sistemska RAM memorije koju će mrežna kartica koristiti kao privremeno skladište (bafer) za čuvanje dolazećih i odlazećih okvira podataka (okvir je jedinica podataka koja se kao celina prenosi kroz mrežu). Naravno, mrežnoj kartici ne sme se dodeliti osnovna memorijska adresa koju već koristi neki drugi uređaj. Često ova adresa ima vrednost D000h.

Osnovna ROM adresaMrežne kartice imaju sistemske instrukcije (odnosno firmware) u čipu ROM BIOS koji se nalazi na samoj mrežnoj kartici. Matična ploča ima svoj BIOS, ali BIOS imaju i ostali uređaji, tako da se u

Poboljšanje performansi mrežePošto mrežne kartice neposredno utiču na prenos podataka mrežom, izbor mrežne kartic eima veliki uticaj na performanse mreže. Ako je mrežna kartica spora (brzina prenosa 10Mb/s), razmena podataka teče sporo, i ostatak mreže čeka da kartica obavi svoj posao. Neke kartice imaju sledeće osobine koje poboljšavaju performanse mreže:

Direktan pristup memorijiDMA znači da se podaci iz prihvatne memorije kartice (tj. bafera kartice) premeštaju direktno u memoriju računara, bez angažovanja procesora. Ako ovoga nema, procesor mora upravljati svakim prenosom podataka3.

Zajednička memorija adapteraU ovom slučaju mrežna kartica sadrži RAM koji deli sa računarom. Računar ovaj RAM prepoznaje kao da je insatliran u računar ( a ne na karticu).

Zajednička sistemska memorijaU ovom slučaju procesor kartice bira i rezerviše deo memorije računara i koristi je za razmenu podataka.

Vladanje magistralom (bus mastering)Mrežna kartica privremeno preuzima kontrolu nad sabirnicom računara, zaobilazi procesor i podatke direktno prebacuje u sistemsku memoriju računara. Ovo ubrzava rad računara time što oslobađa procesor za neke druge zadatke.

RAM bafering

1 Ovo važi za svaki hardverski uređaj, ne samo za mrežnu karicu2 Ponekad se naziva i početna adresa u RAM-u3 tzv. programmed I/O (PIO)

Mrežni saobraćaj je danas veom abrz i česta je pojava da mrežna kartica ne može da obradi sve podatke koje primi. Zato postoje RAM baferi, u kojima se privremeno čuvaju podaci dok kartica ne bude mogla da ih obradi.

Ugrađeni mikroprocesorKada kartica ima sopstveni procesor (često se naziva mikrokontroler), nije joj potrebna pomoč računara za obradu podataka.

Instaliranje mrežne karticeDa bi se kartica mogla instalirati, mrežna kartica mora biti kompatibilna sa unutrašnjom arhitekturom sabirnica podataka. Danas računari koriste PCI sabirnicu, pa se ta kompatibilnost skoro i podrazumeva. Ali, nekada, kada su se koristile i ISA, EISA i Micro Channel sabirnice, o tome se moralo voditi računa.Kako danas većina računara i operativnih sistema podžava opciju Plug and Play, nakon postavljanja mrežne kartice u slot dovoljno je ponovo pokrenuti računar i operativni sistem bi trebalo da prepozna mrežnu karticu i pozove odgovarajući upravljački program.

Bežične mrežne karticeU neki sredinama umrežavanje kablovima nije moguće, pa se računari bežično umrežavaju. Za to su nam potrebne kartice za bežične mreže. Ov ekartice imaju:

sobnu difuznu (širokougaonu) antenu i antenski kabl mrežni softver koji omogućava rad sa mrežom dijagnostički softver za otkrivanje i otklanjanjanje problema

Bežične mrežne kartice mogu se koristiti z astvaranje potpuno bežične mreže, ili za bežično povezivanje na ožičeni deo mreže. Najčešćese koriste za komunikaciju sa uređajem koji se zove bežični koncentrator i koji ima ulogu sličnu primopredajniku – šalje i prima signale.

Kartice za optičke mrežeKartice za optičke mreže se koriste za povezivanje optičkog kabla i računara.

PROM čipoviU nekim mrežama zahteva se da radne stanice nemaju CD jedinice i diskove, tako da je nemoguće podići operativni sistem. Zato se u ovim slučajevima koriste mrežne kartice opremljene specijalnim čipom koji se zove PROM (programmable erad – only memory). Ovaj čip u sebi sadrži programski kod za učitavanje operativnog sistema i povezivanje sa mrežom, tako da radne stanice bez diskova ( a sa karticama sa PROM čipovima) mogu da uključe u mreži kada se aktiviraju.