شبکه و کارت شبکه

مقدمه :
فناوري اطلاعات و ارتباطات تكنولوژي هزاره جديد مي باشد كه باعث كم كردن زمان انجام محاسبات ، دقيقتر شدن پردازش داده ها ، تبادل اطلاعات شده است .
رايانه ها به ويژه زماني كه به شبكه هاي اطلاعاتي متصل باشند ، تغيير عمده اي در دانش و اطلاعات به وجود مي آورند . تغيير كاربرد فناوري اطلاعات تنها محدود به يادگيري و آموزش نمي شود .
اين تغييرات درساختار آموزشي و الگوي رفتاري درون نظام آموزشي و حتي محتواي آموزش را تغيير خواهد داد .
در اين پروژه تحقيقاتي ، با توجه به سير و پيشرفت انيترنت و لزوم آگاهي داشتن از قسمتهاي مختلف و جانبي ، كه باعث اتصال به شبكه جهاني (اينترنت ) مي شود ، به بحث در مورد بخش مهمي به نام « كارت شبكه » كه يكي از اركان اتصال به شبكه جهاني است مي پردازيم . و در اين پروژه به بررسي شبكه و معرفي بعضي از انواع كارت شبكه ، مشخصات آنها و مواردي كه مرتبط به كارت شبكه است پرداخته شده است .

كارت شبكه و نقش كارت شبكه :
كارتهاي شبكه به عنوان ميانجي فيزيكي يا رابطه بين رايانه و كابل شبكه عمل مي كنند . كارتها در شكاف ( (SLOTتوسعه هر رايانه و سرويس دهنده شبكه نصب مي شوند . پس از آن كه كارت شبكه متصل گرديد ، كابل شبكه به پورت متصل مي شود تا ارتباط واقعي بين رايانه و باقيمانده شبكه را برقرار سازد .

تأثيرات كارت شبكه :
• آماده سازي داده هاي رايانه براي انتقال به كابل شبكه
• ارسال داده ها به رايانه ديگر
• كنترل جريان داده ها بين رايانه و سيستم كابل كشي
كارت شبكه همچنين داده هاي وارد شونده را از كابل دريافت و آن را به بايتهايي تبديل مي كند كه CPU رايانه مي تواند آنها را بفهمد .

آماده سازي داده ها :
قبل از آنكه داده ها بتوانند از طريق شبكه ارسال گردند ، كارت شبكه بايد آن را از شكلي كه رايانه مي فهمد به شكل ديگري كه بتواند از طريق كابل شبكه حركت نمايند ، تغيير دهد .
داده ها در داخل رايانه از طريق مسيرهايي به نام گذرگاهها ( BUS ) حركت مي نمايند . آنها چندين مسير داده اي هستند كه به طور موازي و پهلوي هم قرار گرفته اند ، چون چندين مسير پهلو به پهلو هستند ، داده ها مي توانند به جاي عبور تكي در هر لحظه به صورت گروهي با يكديگر عبور كنند .

گذراههاي قديمي ، مانند گذرگاههايي كه در رايانه شخصي اوليه IBM به كار مي رفتند ، گذرگاههاي ۸ بيتي بودند . زيرا آنها ۸ بيت داده را در يك لحظه ( همزمان ) عبور مي دادند .
رايانه هاي IBMPC/AT از گذرگاه ۱۶ بيتي استفاده مي كردند ، بدين معنا كه ۱۶ بيت به طور همزمان مي تواند عبور نمايد . رايانه ها ي زيادي از گذرگاههاي ۳۲ يا ۶۴ بيتي استفاده مي نمايند . وقتي داده ها از گذرگاه رايانه عبور مي كنند ، گفته مي شود به صورت موازي ( PARALLEL ) حركت مي كنند زيرا ۱۶ يا ۳۲ بيت ، پهلو به پهلو د رحركت اند .
ولي در كابل شبكه ، داده ها بايد در جريا تك بيتي حركت نمايند . وقتي داده ها از كابل شبكه عبور مي كنند گفته مي شود به صورت انتقال سريال (SERIAL ) حركت مي نمايند زيرا هر بيت به دنبال بيت ديگر جريا دارد . به عبارت ديگر ، كابل بزرگراه يك باند مي باشد . داده ها در اين بزرگراهها هميشه در هر لحظه فقط يك باند حركت دارند . رايانه ها يا داده ها را مي فرستند يا دريافت مي كنند .

نكته :
كارت شبكه ، عبور داده ها را به صورت موازي و به شكل گروهي مي گيرد و آنها را طوري مجدداً مي سازد كه از طريق مسير سريال به پهناي ۱ بيت د ركابل شبكه جريان يابند . اين كار با تبديل سيگنال هاي ديجيتال رايانه به سيگنال هاي الكتريكي و نوري كه مي توانند از طريق كابل شبكه حركت نمايند انجام م يگيرد . قطعه مسئول اين كار ، فرستنده گيرنده است .

آدرس شبكه :
علاوه بر تبديل داده ها ، كارت شبكه محل كارت يا آدرس را به باقيمانده شبكه نشان مي دهد تا اتمام كارتها ي ديگر شبكه ، تشخيص داده شود .

IEEE :
آدرس هاي شبكه از كميته IEEE تعين مي گردد . اين كميته ، محدوده اي ا زآدرس ها را به هر يك از سازندگان كارتهاي شبكه اختصاص مي دهد . سازندگان به طور سخت افزاري ، اين آدرس ها را در تراشه هايي روي كارت قرار مي دهند . با اين روش ، هر كارت و در نتيجه هر رايانه ، آدرس منحصر به فردي در شبكه دارد .

ساير كارتها ي شبكه :
كارت شبكه ، درچندين فعاليت ديگر هم شركت دارد :
۱- كارت شبكه و رايانه بايد براي حركت داده ها از رايانه به كارت ، ارتباط برقرار نمايند . در كارتهايي كه مي توانند ا زدسترسي مستقيم حافظه ( DMA ) بهره مند شوند ، رايانه قسمتي از فضاي حافظه خود را به كارت شبكه اختصاص مي دهد .

۲- كارت شبكه تقاضاي داده ها ي رايانه را به اطلاع رايانه مي رساند .

۳- گذرگاه رايانه ، داده ها را از حافظه رايانه به كارت شبكه حركت مي دهد .

داده ها اغلب مي توانند سريعتر از كارت شبكه اي كه آنها را اداره مي كند حركت نمايند ، به اين دليل داده ها به بافر ( RAM ) كارت فرستاده مي شوند و در آنجا به طور موقت هم در ارسال و هم در دريافت ، نگهداري مي شوند .

ارسال و كنترل داده ها :
قبل از آنكه كارت شبكه ، عملاً داده ها را به شبكه ارسال نمايد ، محاوره ها الكترونيكي با كارت گيرنده انجام به طوري كه هر دو كارت با موارد زير موافق باشند :
• قبل از آنكه كه كارت شبكه ، عملاً داده ها را به شبكه ارسال نمايد ، محاوره هاي الكترونيكي با كارت گيرنده انجام به طوري كه هر دو كارت با موارد زير موافق باشند :
• حداكثر اندازه گروه هاي داده هايي كه بايد ارسال گردند .
• ميزان داده هاي ارسالي قبل از تأييد .
• هر كارت قبل ا زسرريز شدن داده ها چه مقدار داده را مي تواند نگه داري نمايد .

• سرعت انتقال داده ها .
اگر كارت با سرعت بالاتر ، براي ارتباط با كارت آهسته تر مورد نياز باشد ، هر دو كارت نيازمند يافتن سرعت انتقال مشتركي هستند كه هر دو بتوانند انجام دهند . هر كارت به كارت ديگر علامت مي دهد و با اين عمل پارامترهاي خود را به ديگري اطلاع و با خودش را با عوامل ديگري تنظيم مي نمايد . وقتي تمام جزئيات ارتباط تعيين گرديد ، دو كارت ، شروع به ارسال و دريافت داده ها مي نمايند .
پيكربندي (Configaration ) گزينه ها و تنظيم آنها :
كارتهاي شبكه ، اغلب داراي گزينه ها يقابل پيكربندي هستند كه بايد به منظور ، عمل مناسب براي كارت شبكه تنظيم گردند . مثلاً :
۱- وقفه IRQ (Interrapt )
2- آدرس پايه پورت ورودي – خروجي ( Base I/O Port )
3- آدرس پايه حافظه ( Base Memory )

نحوه تنظيم گزينه ها در كارتها ي شبكه :
نحوه تنظيم متفاوت است . گاهي امكان دارد به كمك جامپر روي كارت تنظيم نمود . بعضي كارتها به كمك كليدهاي ريزي بر روي كارت شبكه پيكر بندي مي شوند . در اغلب كارتهاي شبكه كه بدون جامپر هستند و كليد ها ي ريز را هم ندارند ، تنظيم پيكر بندي در آنها با نرم افزاري كه همراه كارت شبكه فروخته مي شود ، انجام مي گيرد .

وقفه ( IRQ ) :
خطوط تقاضاي وقفه سخت افزاري هستند كه از طريق آنها دستگاههايي مانند پورتهاي ورودي و خروجي ، صفحه كليد ، درايوهاي ديسك و كارتهاي شبكه مي توانند وقفه يا تقاضاها را براي گرفتن خدمات ، به CPU برسانند .
خطوط تقاضاي وقفه ، در سخت افزار داخلي رايانه تعبيه شده است براي آن كه CPU بتواند اهميت نسبي تقاضاي خدمات وارد ده را تعيين نمايد . بايستي وقفه ها داراي سطوح مختلف تقدم باشند .
وقتي كارت شبكه تقاضايي براي رايانه مي فرستد از وقفه ، يعني سيگنال الكترونيكي ارسالي به CPU رايانه استفاده مي كند . هر قسمت سخت افزاري در رايانه بايد ازخط تقاضاي وقفه IRQ متفاوتي بهره بگيرد . وقفه زماني كه قسمت سخت افزاري رايانه پيكربندي مي شود مشخص مي گردد .

آدرس پايه I/O :
CPU هر پورتي را با آدرس آن پورت مي شناسد .هر قسمت سخت افزاري در سيستم ، بايد شماره پورت I/O پايه متفاوتي داشته باشد . آدرس هاي پايه پورتها ( اعداد مبناي شانزده ) كه براي كارت شبكه به كار مي روند نبايد قبلاً از سوي قسمت ديگر استفاده شده باشد .

آدرس پايه حافظه :
آدرس پايه حافظه ، محلي را در حافظه رايانه ( RAM ) مشخص مي كند . اين محل به صورت ناحيه بافر براي ذخيره كردن داده ها ي وارد شونده از كارت شبكه به كار مي رود . البته بعضي كارتهاي شبكه تعريفي براي آدرس پايه حافظه ندارند زيرا آنها از هيچ يك از آدرس هاي RAM سيستم استفاده نمي كنند .

معماري گذرگاه داده ها :
در محيط رايانه هاي شخصي ، معماري ها يمختلفي براي گذرگاه داده ها در رايانه وجود دارد . از جمله معروف ترين اين گذرگاه ها مي توان به استاندارد ISA و PCI اشاره نمود . هر نوع گذرگاه به طور فيزيكي از ساير گذرگاه ها جداست . ضروري است كه گذرگاه و كارت شبكه هماهنگ باشند .