تحقیق مقاله شبکه و کارت شبکه

مقدمه :

فناوری اطلاعات و ارتباطات تکنولوژی هزاره جدید می باشد که باعث کم کردن زمان انجام محاسبات ، دقیقتر شدن پردازش داده ها ، تبادل اطلاعات شده است .

رایانه ها به ویژه زمانی که به شبکه های اطلاعاتی متصل باشند ، تغییر عمده ای در دانش و اطلاعات به وجود می آورند . تغییر کاربرد فناوری اطلاعات تنها محدود به یادگیری و آموزش نمی شود .

این تغییرات درساختار آموزشی و الگوی رفتاری درون نظام آموزشی و حتی محتوای آموزش را تغییر خواهد داد .

در این پروژه تحقیقاتی ، با توجه به سیر و پیشرفت انیترنت و لزوم آگاهی داشتن از قسمتهای مختلف و جانبی ،  که باعث اتصال به شبکه جهانی (اینترنت ) می شود ، به بحث در مورد بخش مهمی به نام « کارت شبکه » که یکی از ارکان اتصال به شبکه جهانی است می پردازیم . و در این پروژه به بررسی شبکه و معرفی بعضی از انواع کارت شبکه ، مشخصات آنها و مواردی که مرتبط به کارت شبکه است پرداخته شده است .

کارت شبکه و نقش کارت شبکه :

کارتهای شبکه به عنوان میانجی [1] فیزیکی یا رابطه بین رایانه و کابل شبکه عمل می کنند . کارتها در شکاف (  (SLOTتوسعه هر رایانه و سرویس دهنده شبکه نصب می شوند . پس از آن که کارت شبکه متصل گردید ، کابل شبکه به پورت متصل می شود تا ارتباط واقعی بین رایانه و باقیمانده شبکه را برقرار سازد .

تأثیرات کارت شبکه :

آماده سازی داده های رایانه برای انتقال به کابل شبکه

ارسال داده ها به رایانه دیگر

کنترل جریان داده ها بین رایانه و سیستم کابل کشی

کارت شبکه همچنین داده های وارد شونده را از کابل دریافت و آن را به بایتهایی تبدیل می کند که CPU رایانه می تواند آنها را بفهمد .

آماده سازی داده ها :

قبل از آنکه داده ها بتوانند از طریق شبکه ارسال گردند ، کارت شبکه باید آن را از شکلی که رایانه می فهمد به شکل دیگری که بتواند از طریق کابل شبکه حرکت نمایند ، تغییر دهد .

داده ها در داخل رایانه از طریق مسیرهایی به نام گذرگاهها ( BUS ) حرکت می نمایند . آنها چندین مسیر داده ای هستند که به طور موازی و پهلوی هم قرار گرفته اند ، چون چندین مسیر پهلو به پهلو هستند ، داده ها می توانند به جای عبور تکی در هر لحظه به صورت گروهی با یکدیگر عبور کنند .

گذراههای قدیمی ، مانند گذرگاههایی که در رایانه شخصی اولیه IBM به کار می رفتند ، گذرگاههای 8 بیتی بودند . زیرا آنها 8 بیت داده را در یک لحظه ( همزمان ) عبور می دادند .

رایانه های IBMPC/AT از گذرگاه 16 بیتی استفاده می کردند ، بدین معنا که 16 بیت به طور همزمان می تواند عبور نماید . رایانه ها ی زیادی از گذرگاههای 32 یا 64 بیتی استفاده می نمایند . وقتی داده ها از گذرگاه رایانه عبور می کنند ، گفته می شود به صورت موازی ( PARALLEL ) حرکت می کنند زیرا 16 یا 32 بیت ، پهلو به پهلو د رحرکت اند .

ولی در کابل شبکه ، داده ها باید در جریا تک بیتی حرکت نمایند . وقتی داده ها از کابل شبکه عبور می کنند گفته می شود به صورت انتقال سریال (SERIAL ) حرکت می نمایند زیرا هر بیت به دنبال بیت دیگر جریا دارد . به عبارت دیگر ، کابل بزرگراه یک باند می باشد . داده ها در این بزرگراهها همیشه در هر لحظه فقط یک باند حرکت دارند . رایانه ها یا داده ها را می فرستند یا دریافت می کنند .

نکته :

کارت شبکه ، عبور داده ها را به صورت موازی و به شکل گروهی می گیرد و آنها را طوری مجدداً می سازد که از طریق مسیر سریال به پهنای 1 بیت د رکابل شبکه جریان یابند . این کار با تبدیل سیگنال های دیجیتال رایانه به سیگنال های الکتریکی و نوری که می توانند از طریق کابل شبکه حرکت نمایند انجام م یگیرد . قطعه مسئول این کار ، فرستنده گیرنده [2] است .

آدرس شبکه :

علاوه بر تبدیل داده ها ، کارت شبکه محل کارت یا آدرس را به باقیمانده شبکه نشان می دهد تا  اتمام کارتها ی دیگر شبکه ، تشخیص داده شود .

IEEE :

آدرس های شبکه از کمیته IEEE [3] تعین می گردد . این کمیته ، محدوده ای ا زآدرس ها را به هر یک از سازندگان کارتهای شبکه اختصاص می دهد . سازندگان به طور سخت افزاری ، این آدرس ها را در تراشه هایی روی کارت قرار می دهند . با این روش ، هر کارت و در نتیجه هر رایانه ، آدرس منحصر به فردی در شبکه دارد .

سایر کارتها ی شبکه :

کارت شبکه ، درچندین فعالیت دیگر هم شرکت دارد :

کارت شبکه و رایانه باید برای حرکت داده ها از رایانه به کارت ، ارتباط برقرار نمایند . در کارتهایی که می توانند ا زدسترسی مستقیم حافظه ( DMA ) بهره مند شوند ، رایانه قسمتی از فضای حافظه خود را به کارت شبکه اختصاص می دهد .

کارت شبکه تقاضای داده ها ی رایانه را به اطلاع رایانه می رساند .

گذرگاه رایانه ، داده ها را از حافظه رایانه به کارت شبکه حرکت می دهد .

داده ها اغلب می توانند سریعتر از کارت شبکه ای که آنها را اداره می کند حرکت نمایند ، به این دلیل داده ها به بافر ( RAM ) کارت فرستاده می شوند و در آنجا به طور موقت هم در ارسال و هم در دریافت ، نگهداری می شوند .

ارسال و کنترل داده ها :

قبل از آنکه کارت شبکه ، عملاً داده ها را به شبکه ارسال نماید ، محاوره ها الکترونیکی با کارت گیرنده انجام به طوری که هر دو کارت با موارد زیر موافق باشند :

قبل از آنکه که کارت شبکه ، عملاً داده ها را به شبکه ارسال نماید ، محاوره های الکترونیکی با کارت گیرنده انجام به طوری که هر دو کارت با موارد زیر موافق باشند :

حداکثر اندازه گروه های داده هایی که باید ارسال گردند .

میزان داده های ارسالی قبل از تأیید .

هر کارت قبل ا زسرریز شدن داده ها چه مقدار داده را می تواند نگه داری نماید .

سرعت انتقال داده ها .

اگر کارت با سرعت بالاتر ، برای ارتباط با کارت آهسته تر مورد نیاز باشد ، هر دو کارت نیازمند یافتن سرعت انتقال مشترکی هستند که هر دو بتوانند انجام دهند . هر کارت به کارت دیگر علامت می دهد و با این عمل پارامترهای خود را به دیگری اطلاع و با خودش را با عوامل دیگری تنظیم می نماید . وقتی تمام جزئیات ارتباط تعیین گردید ، دو کارت ، شروع به ارسال و دریافت داده ها می نمایند .

پیکربندی (Configaration ) گزینه ها و تنظیم آنها :

کارتهای شبکه ، اغلب دارای گزینه ها یقابل پیکربندی هستند که باید به منظور ، عمل مناسب برای کارت شبکه تنظیم گردند . مثلاً :

وقفه IRQ (Interrapt )

آدرس پایه پورت ورودی – خروجی ( Base I/O Port )

آدرس پایه حافظه ( Base Memory )

نحوه تنظیم گزینه ها در کارتها ی شبکه :

نحوه تنظیم متفاوت است . گاهی امکان دارد به کمک جامپر[4] روی کارت تنظیم نمود . بعضی کارتها به کمک کلیدهای ریزی[5] بر روی کارت شبکه پیکر بندی می شوند . در اغلب کارتهای شبکه که بدون جامپر هستند و کلید ها ی ریز را هم ندارند ، تنظیم پیکر بندی در آنها با نرم افزاری که همراه کارت شبکه فروخته می شود ، انجام می گیرد .

وقفه ( IRQ ) :

خطوط تقاضای وقفه سخت افزاری هستند که از طریق آنها دستگاههایی مانند پورتهای ورودی و خروجی ، صفحه کلید ، درایوهای دیسک و کارتهای شبکه می توانند وقفه یا تقاضاها را برای گرفتن خدمات ، به CPU برسانند .

خطوط تقاضای وقفه ، در سخت افزار داخلی رایانه تعبیه شده است برای آن که CPU بتواند اهمیت نسبی تقاضای خدمات وارد ده را تعیین نماید . بایستی وقفه ها دارای سطوح مختلف تقدم باشند .

وقتی کارت شبکه تقاضایی برای رایانه می فرستد از وقفه ، یعنی سیگنال الکترونیکی ارسالی به  CPU رایانه استفاده می کند . هر قسمت سخت افزاری در رایانه باید ازخط تقاضای وقفه IRQ متفاوتی بهره بگیرد . وقفه زمانی که قسمت سخت افزاری رایانه پیکربندی می شود مشخص می گردد .

آدرس پایه I/O :

CPU هر پورتی را با  آدرس آن پورت می شناسد .هر قسمت سخت افزاری در سیستم ، باید شماره پورت I/O   پایه متفاوتی داشته باشد . آدرس های پایه پورتها ( اعداد مبنای شانزده ) که برای کارت شبکه به کار می روند نباید قبلاً از سوی قسمت دیگر استفاده شده باشد .

آدرس پایه حافظه :

آدرس پایه حافظه ، محلی را در حافظه رایانه ( RAM ) مشخص می کند . این محل به صورت ناحیه بافر برای ذخیره کردن داده ها ی وارد شونده از کارت شبکه به کار می رود . البته بعضی کارتهای شبکه تعریفی برای آدرس پایه حافظه ندارند زیرا آنها از هیچ یک از آدرس های RAM سیستم استفاده نمی کنند .

معماری گذرگاه داده ها :

در محیط رایانه های شخصی ، معماری ها یمختلفی برای گذرگاه داده ها در رایانه وجود دارد . از جمله معروف ترین این گذرگاه ها می توان به استاندارد ISA و PCI اشاره نمود . هر نوع گذرگاه به طور فیزیکی از سایر گذرگاه ها جداست . ضروری است که گذرگاه و کارت شبکه هماهنگ باشند .

اتصالات و کابل کشی شبکه :

کارت شبکه سه عمل مهم زیر را در ههاهنگی فعالیت های بین رایانه و کابل انجام می دهد :

انجام اتصال فیزیکی با کابل

تولید سیگنال های الکتریکی که از کابل می گذرند 

پیروی از قوانین مشخص نحوه دسترسی به کابل

نحوه انتخاب کارت مناسب :

به منظور انتخاب کارت مناسب برای شبکه ، لازم است نوع کابل و اتصالات آن تعیین گردند . هر نوع کابل  خصوصیات فیزیکی متفاوتی دارد که کارت شبکه باید با آن مطابقت نماید . هر کارت برای پذیرش نوع خاصی از کابل مانند کواکسیال ، زوج به هم تابیده شده یا ... ساخته شده است . برخی از کارتهای شبکه بیش از یک اتصال میانجی دارند . مثلاً بعضی از کارتهای شبکه ، دو پورت اتصال کواکسیال نازک ( BNC) و زوج به هم تابیده شده ( Fj-45 )  را دارند .  

استفاده از BOOT ROM  و ایمنی :

در برخی محیط ها ، ایمنی چنان اهمیتی دارد که ایستگاههای کاری فاقد دیسک گردان ( بدون فلاپی و هارد ) هستند . بی وجود دیسک گردانها ، کاربران قادر نیستند اطلاعاتی را در فلاپی یا هارد کپی نمایند و در نتیجه نمی توانند هیچ داده ای را از محل کار بیرون ببرند .

اما چون رایانه ها معمولاً از طریق فلاپی یا هارد راه می افتد ( BOOT ) باید منبع نرم افزاری دیگری وجود داشته باشد که ابتدا رایانه را ، راه بیندازد و آن را به شبکه متصل نماید . در این محیط ها کارت شبکه می تواند با تراشه  خاصی به نام ( EPROM یا ROM PROM ) راه انداز ، از راه دور[6] مجهز گردد . این تراشه ، دارای برنامه سخت افزاری ست که رایانه را ، راه می اندازد و کاربر را به شبکه متصل می سازد .

کارتهای شبکه با استفاده از ( BOOT ROM ) ، ایستگاههای کاری بدون دیسک[7] می توانند زمانی که روشن می شوند به شبکه متصل گردند .

معرفی کارت شبکه با دو آداپتور :

( 3 Com 3 C982 – TXM Dual )

کارت شبکه 3 Com  مدل C982 – TXM شامل دو آداپتور شبکه ( NIC ) مستقل می باشد که روی یک کارت PCI قرار گرفته اند . اولین مزیت این کارت که در نگاه اول به چشم می خورد این است که فقط یک شکاف PCI دستگاه را اشغال می کند . این امر بویژه در سرویس دهندگان اندازه 1U که دارای فضای کوچکتری می باشند ، حائز اهمیت است علاوه بر صرفه جویی در فضا ، این کارت مزیت بزرگتری نیز دارد : اگر یکی از آداپتور های شبکه دچار مشکل شود آداپتور دوم می تواند  بکار خود ادامه دهد و ارتباط کامپیوتر با شبکه را حفظ نماید . البته این مسئله زمانی صادق است که اشکال در کابل ها یا ... باشد و نه اینکه خود کارت از نظر الکترونیکی دچار مشکل شود .

نا گفته پیداست که لینوکس برای هر کدام از آداپتور ها یک IRQ تخصیص خواهد داد بنابراین در مجموع برای این کارت دو IRQ تخصیص داده خواهد شد .

در این کارت دو کنترل کننده شبکه 920 – BR – 06  روی کارت به چشم می خورد که هر کدام از آنها یکی از درگاهها را کنترل می کند .