1.5.6. Сетевые адаптеры

Рис. 15 Сетевой адаптер D-Link

Сетевые адаптеры предназначены для сопряжения сетевых устройств со средой передачи с соответствии с принятыми правилами обмена информацией. Сетевым устройством может быть компьютер пользователя, сетевой сервер, рабочая станция и т.д. Набор выполняемых адаптером функций зависит от конкретного сетевого протокола. Ввиду того, что сетевой адаптер и в физическом, и в логическом смысле находится между устройством и сетевой средой, его функции можно разделить на функции сопряжения с сетевым устройством и функции обмена с сетью. Количественный и качественный состав функций сопряжения с сетевым устройством определяется его назначением и функциональной схемой. Если в качестве сетевого устройства выступает компьютер, то связь с сетевой средой можно реализовать двумя способами: через системную магистраль (шину) или через внешние интерфейсы (последовательные или параллельные порты). Наиболее распространенным является способ сопряжения через шину (в основном ISA или PCI). При этом адаптер буферизует данные, поступающие с системной магистрали, и вырабатывает внутренние управляющие сигналы.

Сетевые функции могут перераспределяться между адаптером и компьютером. Чем больше функций выполняет компьютер, тем проще функциональная схема адаптера. К основным сетевым функциям адаптера относятся:

• Гальваническая развязка с коаксиальным кабелем или витой парой. Наиболее часто для этой цели применяют импульсные трансформаторы. В сети Ethernet (в связи с тем, что для определения конфликтной ситуации используется анализ постоянной составляющей) эта схема несколько усложнена. Иногда для развязки используют оптроны.

• Кодирование и декодирование сигналов. Наиболее часто применяется самосинхронизирующийся манчестерский код.

• Идентификация своего адреса в принимаемом пакете. Физический адрес адаптера может определяться установкой переключателей, храниться в специальном регистре или прошиваться в ППЗУ.

• Преобразование параллельного кода в последовательный при передаче и обратное преобразование при приеме. В простейшем случае для этой цели используют сдвиговые регистры с параллельным входом и последовательным выходом. Эта функция может быть реализована и программными методами.

• Промежуточное хранение данных и служебной информации в буфере. Использование буфера позволяет возложить функции контроля за сетью на адаптер. При наличии буфера компьютер может не отслеживать момент передачи данных.

• Выявление конфликтных ситуаций и контроль состояния сети. В набольшей степени эта функция важна в сетях с топологией шина и со случайным методом доступа к среде передачи. Возможные конфликты адаптер должен разрешать самостоятельно.

• Подсчет контрольной суммы. Наиболее распространенным способом определения контрольной суммы является вычисление при помощи сдвигового регистра через сумматор по модулю 2 с обратными связями от некоторых разрядов. Места включения обратных связей определяются выбранным полиномом.

• Согласование скоростей пересылки данных компьютером в адаптер или из него со скоростью обмена в сети. При малой скорости обмена в сети компьютеру придется выжидать момент разрешенной передачи. При большой скорости он может не успевать отправлять свои данные.

Адаптеры для настольных систем, поддерживающие технологию АТМ, не получили широкого распространения. Основной причиной такого положения дел является широкое распространение коммутируемого Ethernet и его практически повсеместное господство в сетях рабочих групп. Простота реализации сетей Ethernet и их значительно меньшая стоимость давно поставили вопрос о целесообразности разработки и производства адаптеров АТМ для настольных систем. Среди других проблем, возникающих при подключении настольных систем к сетям АТМ, следует упомянуть отсутствие драйверов, ограниченность спектра поддерживаемых шин и небольшой выбор фирм производителей. Но главная причина, тормозящая развитие адаптеров АТМ для настольных систем (точнее не способствующая этому), пожалуй, заключается в том, что до сих пор не было разработано актуального, нужного пользователям приложения, которое бы работало только с технологией АТМ и оправдывало бы все достаточно существенные затраты на ее внедрение в настольные системы.

Характерной чертой адаптеров АТМ является поддержка шинной структуры устройств, подсоединяемых с ее помощью к сети. Большинство адаптеров использует высокоскоростные каналы ввода-вывода, благодаря чему данные проходят через адаптер практически мгновенно. Компания Fore Systems предлагает наиболее широкий ассортимент изделий, которые, однако, поддерживают только оптоволоконные линии. Эти адаптеры могут функционировать на мощных рабочих станциях различных фирм – Digital Equipment, IBM, Hewlett-Packard, Sun и Silicon Graphics. Кроме того, данные продукты доступны в системах с шинами типа EISA или VMEbus. В моделях от Fore Systems используются 16-килобайтный буфер для данных, получаемых из сети, и 4-килобайтный буфер для данных передаваемых в сеть. Другие фирмы предлагают АТМ-адаптеры для конкретных рабочих станций.