7.2. Сетевые адаптеры

Сетевой адаптер - это периферийное устройство ЭВМ, осуществляющее логическое и электрическое сопряжение ЭВМ и сетевой среды. Функции сетевого адаптера принято разделять на две группы:

• магистральные функции и

• сетевые функции.

Магистральные функции реализуют сопряжение адаптера с системной шиной ЭВМ, обычно, с 16-разрядной шиной ISA. Эта магистраль имеет раздельные шины адреса и данных и поддерживает программный обмен, обслуживание прерываний и прямой доступ к памяти. Магистральные функции жестко определяются протоколом системной шины. Основные функции данного типа состоят в следующем:

• электрическое буферирование сигналов магистрали,

• распознавание собственного адреса на магистрали,

• обработка стробов обмена на магистрали.

Сетевые функции реализуют принятый в сети протокол обмена. Часть этих функций может выполняться аппаратурой адаптера или программным обеспечением ЭВМ. Основные функции данного типа состоят в следующем:

• Гальваническая развязка компьютера и сети.

• Преобразование уровней сигналов из логических в сетевые при передаче и обратное преобразование при приеме.

• Кодирование и декодирование сигналов при передаче и приеме соответственно.

• Распознавание своего пакета при приеме.

• Буферирование передаваемых и принимаемых данных в буферном ОЗУ.

• Проведение арбитража обмена по сети (контроль состояния сети, разрешение конфликтов).

• Подсчет контрольной суммы пакета при передаче и при приеме.

Первые четыре функции всегда реализуются аппаратно, остальные - комбинацией аппаратных и программных средств.

Структурная схема сетевого адаптера и его взаимодействия с ЭВМ и сетевой средой приведена на рис.7.2.

Рис.7.2. Структура сетевого адаптера

Блок сетевого интерфейса выполняет функцию гальванической развязки аппаратуры и линии связи. Для гальванической развязки часто применяются импульсные трансформаторы или оптронные пары. Контроллер адаптера выполняет функции кодирования и декодирования, распознавания адресованных ему пакетов информации в соответствии с сетевым номером и буферирование информации в своем ОЗУ. Адаптер может формировать аппаратное прерывание IRQ c номером, который присваивается в процессе инсталляции его программного обеспечения и реализуется контроллером прерываний КП. Принимаемая и передаваемая информация накапливается в буферной области ОЗУ и обрабатывается программой пользователя. Обмен информацией между ОЗУ процессора и адаптера может осуществляться с помощью контроллера прямого доступа к памяти (КПДП).

7.3. Сетевое программное обеспечение

Основным элементом сетевого программного обеспечения служит NETBIOS - программное обеспечение, записаное в ПЗУ сетевых адаптеров, устанавливаемое на каждом компьютере сети, и позволяющее реализовать пять уровней протоколов передачи данных (включая сеансовый). NETBIOS'ом также принято называть сам интерфейс между сетевым программным обеспечением и программами персонального компьютера.

Для того, чтобы использовать сеть необходимо:

• задать свое имя в таблице имен адаптера,

• используя таблицу своего адаптера или другого адаптера сети определить имя нужного абонента и установить с ним сеанс связи,

• используя этот сеанс посылать и принимать сообщения.

Команды NETBIOS'а формируются с использованием блока управления сетью - NCB (Network Control Block), который заполняется в соответствии со своей спецификацией. Формат блока NCB приведен в нижеследующей табл.7.1.

Табл.7.1.

Имя поля	Формат и назначение
NCB_COMMAND	DB 00H; поле команды
NCB_RETCODE	DB 00H; поле кода возврата
NCB_LSN	DB 00H; поле локального номера сеанса
NCB_NUM	DB 00H; номер вашего имени
NCB_BUFFER@	DD 00000000H; указатель на адрес буфера сообщения (смещение: сегмент)
NCB_LENGTH	DW 0000H; длина буфера NCB (в байтах)
NCB_CALLNAME	DB 16 DUP(0); имя локального или удаленного адаптера; для команды CHAIN SEND первые 2 байта показывают длину второго буфера, а следующие 4 байта - адрес второго буфера
NCB_NAME	DB 16 DUP(0); имя локального адаптера
NCB_RTO	DB 00H; значение тайм-аута для приема
NCB_STO	DB 00H; значение тайм-аута для передачи
NCB_POST@	DD 00000000H; указатель на post- подпрограмму (смещение: сегмент)
NCB_LANA_NUM	DB 00H; номер адаптера: для первого адаптера 00H, для второго - 01H
NCB_CMD_CPLT	DB 00H; поле состояния команды
NCB_RESERV	DB 14 DUP(0); резервная область

Адрес NCB помещают в регистровую пару ES:BX и вызывается программное прерывание INT 5Ch. Результаты выполнения команды помещаются либо в регистр AL, либо в поле кода возврата блока NCB.

Команды NCB делятся на четыре категории:

• общие (используются для включения адаптера в сеть, чтения состояния и управления выполняющимися командами других категорий);

• поддержки имен (позволяют идентифицировать компьютер в сети посредством имени);

• поддержки сеансов (позволяют устанавливать в сети логическое соединение «сеанс», посылать и принимать сообщения, завершать сеансы и читать состояние сеанса, одновременно может выполняться более одной команды, поскольку соединение устанавливается в дуплексном режиме.);

• поддержки дейтаграмм (сообщений для группы абонентов сети).

Перечень команд и их краткое содержание приведены в нижеследующей таблице.

Табл.7.2.

Название команды	Содержание команды
Общие команды.
RESET	Сброс
CANCEL	Прервать
ADAPTER STATUS	Получить состояние адаптера
Поддержка имен.
ADD NAME	Добавить имя
ADD GROUP NAME	Добавить групповое имя
DELETE NAME	Уничтожить имя
Поддержка сеансов.
CALL	Вызвать
LISTEN	Ждать вызов
HANG UP	Закрыть
SEND	Передать
CHAIN SEND	Передать последовательность
RECEIVE	Принять
RECEIVE ANY.	Принять от любого
SESSION STATUS.	Получить состояние сеанса
Поддержка дейтаграмм.
SEND DATAGRAM.	Передать дейтаграмму
SEND BROADCAST DATAGRAM.	Послать общую дейтаграмму
RECEIVE DATAGRAM.	Принять дейтаграмму
RECEIVE BROADCAST DATAGRAM.	Принять общую дейтаграмму

Каждая команда любой категории (за исключением команд RESET и CANCEL) в свою очередь может различаться в зависимости от режима ее использования - "ожидание" или "неожидание". Режим "ожидание" означает, что, когда вы вызываете команду, процессор ждет ее завершения, прежде чем взять следующую. Режим "неожидание" означает, что процессор обращается к следующей команде сразу после запуска предыдущей и что команда прерывается по post-адресу, когда ее выполнение завершается.

Каждая приведенная в табл.7.2. команда имеет определенный номер, который в шестнадцатеричном коде записывается в соответствующее поле блока NCB. После выполнения команды в NCB формируются соответствующие коды возврата результатов.

Например, команда ADAPTER STATUS (получить состояние адаптера) имеет номер 33h, если требуется ожидание ее завершения, и B3h, если ожидание не нужно. Эта команда возвращает информацию о состоянии локального или удаленного адаптера, имя которого указано в поле NCB_CALLNAME. Информация размещается по указанному в NCB_BUFFER@ адресу буфера, а поле длины NCB_LENGTH показывает число байтов в полученном ответе.

Порядок использования функций NETBIOS состоит в следующем:

• создается NCB с именем абонента в поле имени NCB_NAME и кодом команды ADD NAME,

• вызывается NETBIOS через прерывание INT 5Ch,

• посылаются данные абоненту используя сеанс, предварительно создав NCB для команды CALL, и вызывается INT 5Ch,

• проверяется код возврата в регистре AL, когда команда завершается,

• формируются команды передачи или чтения,

• передача (или прием) данных завершается командой HANG UP.

Для передаваемых и принимаемых данных выделяется буфер, параметры которого указываются в NCB.