5.Функции Сетевых адаптеров
Уровни 1 и 2 модели OSI (Open System Interconnection) реализуются обычно аппаратно. Именно к этим уровням относятся названия конкретных аппаратных средств, такие как Ethernet, Arcnet, Token Ring и т.д. Уровни же 3, 4 и 5 обеспечивают взаимодействие передающего и принимающего абонентов, формируя виртуальный канал связи. Эти уровни реализуются в основном средствами сетевой ОС или сетевой оболочки (иногда отдельные функции возлагаются на аппаратуру).
Сетевые адаптеры
Сетевые адаптеры (контроллеры, карты) – являются основной частью аппаратуры ЛВС. Часто минимальный набор аппаратуры для создания ЛВС – это адаптеры и соединительные кабели.
Задача сетевого адаптера – сопряжение компьютера и среды передачи с учетом принятых в данной сети правил обмена информацией.
Двумя важнейшими группами функций сетевого адаптера являются:
Магистральные (сопряжения с компьютером);
Сетевые (организации обмена в сети)
Магистральные функции
Это организация сопряжения с системной магистралью ПК. Сопряжение возможно и через принтерный порт Centronics и через последовательный интерфейс RS-232C. Однако эти способы применяются чрезвычайно редко из-за низкой скорости обмена.
Наибольшее же распространение получил обмен через шину ISA. Чаще всего используется байтовый или пословный обмен. Иногда применяется прямой доступ к памяти (ПДП – DMA).
Сетевые функции
1) Гальваническая развязка ПК и локальной сети (для оптоволокна она не нужна). Чаще всего применяются импульсные трансформаторы.
2) Иногда используются оптроны. В сети Ethernet производится анализ постоянной составляющей в сети (для обнаружения конфликта). Тогда гальванически развязывается приемопередатчик.
3) Функция преобразования в сетевой код и обратное преобразование.
Чаще всего используется код Манчестер II (но могут быть и коды RZ, 4В/5В).
4) Преобразование параллельного кода в последовательный при передаче и обратное преобразование на приеме.
Используются различные виды сдвиговых параллельно-последовательных регистров.
Буферирование
5) Буферирование входных и выходных данных.
Чаще всего применяется параллельный обмен, когда все ячейки буферного ОЗУ рассматриваются как ячейки системной памяти компьютера. С этими ячейками ПК может обращаться точно так же, как и со всей остальной системной памятью. При этом достигается максимальная скорость обмена с буферным ЗУ.
6) Распознавание собственного сетевого адреса в принимаемом пакете.
Операция должна выполняться в темпе передачи информации по сети, поэтому она обычно реализуется аппаратно на компараторе кодов.
На основе анализа принимается решение о необходимости записи данного пакета в буферное ОЗУ.
7) Арбитраж сети.
Эта функция зависит от топологии сети и протоколов обмена. При топологии «кольцо» функция сводится только к распознаванию свободного маркера.
Наиболее сложно реализуется в сетях типа «шина» со случайным доступом. Там это связано с выполнением метода CSMA/CD или аналогичного алгоритма. Возможна программная реализация этой функции или значительной ее части.
8) Подсчет контрольной суммы.
Обычно применяют аппаратное вычисление. Используют сдвиговые регистры с обратными связями. Производится аппаратное деление на образующий полином используемого циклического кода, например g(x) = x16+x12+x5+1.
Пример реализации сетевого адаптера Ethernet Структура адаптера на базе ИС фирмы National Semiconductor (см. рис. 1.16.).
DP8390 — Контроллер сетевого интерфейса. Реализует протокол по стандарту ШЕЕ 802.3. • Выполняется преобразование параллельный код последовательный код.• Вычисляется контрольная сумма пакета.• Распознается сетевой адрес в принимаемом пакете.• Имеется внутренний 16-байтовый буфер типа FIFO.• Реализуется управление внешним буферным ОЗУ объемом 64 Кбайт. DP8391 — выполняет функции последовательного сетевого интерфейса. Производится кодирование и декодирование кода Манчестер II и преобразует уровни входных и выходных сигналов. DP8392 — Выполняет функции приемопередатчика коаксиального кабеля. Основное назначение - прием сигналов из кабеля сети и передача сигналов в сеть, выполненную на тонком коаксиальном кабеле (тонкий Ethernet или Cheapemet).
Эти три ИС выполняют все перечисленные ранее сетевые функции. Coax -> DP8392 -> Трансф. развязка -> DP8391 -> DP8390 -> Комп