اقرأ في هذا المقال
ما هي بطاقة الشبكة؟
تعد بطاقة واجهة الشبكة (Network interface controller) باختصار NIC، مكونًا هامًا من مكونات الأجهزة المستخدمة لتوفير اتصالات الشبكة ومع تطبيقاتها الواسعة، هناك أنواع مختلفة من بطاقات واجهة الشبكة الناشئة في السوق مثل بطاقة PCIe وبطاقة شبكة الخادم وفي هذا المقال، سيكون لدينا استكشاف كامل لمكون الأجهزة هذا من بطاقة واجهة الشبكة إلى وظيفتها ومكوناتها وأنواعها.
قبل تقديم تعريف NIC، من الضروري معرفة أن هناك عددًا قليلاً جدًا من الأسماء لبطاقة واجهة الشبكة بناءً على العادات في مناطق مختلفة، مثل وحدة تحكم واجهة الشبكة أو بطاقة Ethernet أو بطاقة LAN أو محول الشبكة أو بطاقة محول الشبكة (NAC) و يبدو الأمر محيرًا بعض الشيء، ولكن بغض النظر عن الأسماء التي تحمل بطاقة NIC، فإنها تشير جميعها إلى لوحة الدوائر التي تمكّن الأجهزة مثل أجهزة الحاسوب وخوادم الشبكة من الاتصال عبر الشبكة وحاليًا، توجد بطاقة NIC المصممة كنمط مضمن بشكل شائع في معظم أجهزة الحاسوب و بعض خوادم الشبكة وإلى جانب ذلك، يمكن أيضًا إدخال بطاقات الشبكة مثل بطاقة شبكة الخادم في فتحات التوسعة للأجهزة.
ما هو وظيفة NIC؟
تعريف NIC بسيط للغاية و لكن ما الذي تفعله بطاقة واجهة الشبكة وما هي وظيفة NIC؟ تعمل بطاقة NIC كواجهة عند طبقة TCP / IP ويمكنها إرسال إشارات في الطبقة المادية وتقديم حزم البيانات في طبقة الشبكة وبغض النظر عن الطبقة التي تكمن فيها وحدة تحكم واجهة الشبكة، فإنها تعمل كوسيط بين الحاسوب/ الخادم وشبكة البيانات وعندما يطلب المستخدم صفحة ويب، تحصل بطاقة LAN على البيانات من جهاز المستخدم و ترسلها إلى الخادم على الإنترنت، ثم تتلقى البيانات المطلوبة مرة أخرى من الإنترنت لعرضها للمستخدمين.
ما هي مكونات بطاقة واجهة الشبكة؟
تقليديًا، يتكون محول الشبكة بشكل أساسي من وحدة تحكم ومقبس ROM للتمهيد و واحد أو عدة منافذ NIC و واجهة اتصال اللوحة الأم و مؤشرات LED و قوس ملف تعريف و بعض المكونات الإلكترونية الأخرى وكل مكون من مكونات بطاقة LAN له وظيفته الفريدة:
المراقب:
وحدة التحكم مثل وحدة المعالجة المركزية الصغيرة، معالجة البيانات الواردة و كجزء أساسي من محول الشبكة، تحدد وحدة التحكم أداء محول الشبكة مباشرة.
مقبس ROM التمهيد:
يتيح هذا المقبس الموجود على البطاقة إمكانية تمهيد روم و يسمح Boot ROM لمحطات العمل التي لا تحتوي على أقراص بالاتصال بالشبكة، مما يزيد من الأمان ويقلل من تكلفة الأجهزة.
منفذ NIC للكابل / جهاز الإرسال والاستقبال:
عادةً ما يتصل هذا المنفذ بكابل Ethernet أو جهاز إرسال واستقبال مباشرةً والذي يمكنه إنشاء واستقبال الإشارات الإلكترونية التي يتم وضعها على كابل الشبكة أو كابل الألياف.
واجهة الحافلة:
توجد هذه الواجهة على جانب لوحة الدائرة والتي تعمل على الاتصال بين NIC و الحاسوب أو الخادم من خلال توصيلها بفتحة التوسيع الخاصة بهم.
مؤشرات LED:
تُستخدم المؤشرات لمساعدة المستخدمين على تحديد حالة العمل لبطاقة الشبكة، سواء كانت الشبكة متصلة وتم نقل البيانات.
قوس الملف الشخصي:
هناك نوعان من أقواس الملفات الشخصية في السوق وأحدهما يسمى قوس الطول الكامل بطول 12 سم و الآخر هو قوس منخفض بطول 8 سم ويمكن أن تساعد هذه الفئة المستخدمين في إصلاح بطاقة واجهة الشبكة في فتحة التوسعة للحاسوب أو الخادم.
ما هي أنواع بطاقة واجهة الشبكة؟
يمكن تصنيف بطاقات واجهة الشبكة إلى أنواع مختلفة على أساس ميزات مختلفة مثل واجهة المضيف وسرعة الإرسال ومجالات التطبيق والجزء التالي يعطي التفاصيل.
التصنيفات القائمة على اتصال الشبكة:
بناءً على طريقة وصول بطاقة الشبكة إلى الشبكة، توجد بطاقة NIC سلكية ولاسلكية وكما يظهر من الاسم، يتعين على NIC السلكي عادةً توصيل عقدة بشبكة باستخدام كبل مثل كبل Ethernet وكابل الألياف البصرية وغالبًا ما تأتي بطاقة NIC اللاسلكية مع هوائي صغير يستخدم موجات الراديو للتواصل مع نقطة الوصول للانخراط في شبكة لاسلكية.
التصنيفات القائمة على واجهات الحافلات:
بطاقة شبكة ISA:
تم تطوير ناقل ISA في عام 1981 والذي كان عبارة عن بنية حافلات قياسية متوافقة مع IBM و نظرًا لسرعة البطاقة المنخفضة البالغة 9 ميجابت في الثانية، لم تعد واجهة ناقل ISA الآن نوعًا معترفًا به ومن الصعب العثور عليها في متاجر اليوم.
بطاقة الشبكةPCI :
تم تطوير ناقل PCI في عام 1990 ليحل محل معيار ISA السابق.يبلغ عرضه الثابت 32 بت (بيانات نقل 133 ميجابايت / ثانية) و 64 بت (بيانات نقل 266 ميجابايت / ثانية) وتم استخدام هذا النوع من بطاقات NIC لأول مرة في الخوادم ثم تم تطبيقه تدريجيًا على أجهزة الحاسوب واليوم، لا تحتوي معظم أجهزة الحاسوب على بطاقات توسعة، بل أجهزة مدمجة في اللوحة الأم ونتيجة لذلك، تم استبدال بطاقة شبكة PCI بواجهات ناقل أخرى، مثل واجهة PCI-X أو USB.
بطاقة الشبكة PCI-X:
PCI-X هي تقنية ناقل PCI محسّنة ويعمل بسرعة 64 بت وقادر على ما يصل إلى 1064 ميجابايت / ثانية وفي كثير من الحالات، تكون PCI-X متوافقة مع الإصدارات السابقة مع بطاقات PCI NIC.
بطاقة الشبكة PCIe:
PCIe هو أحدث معيار وهو الآن شائع على اللوحات الأم للحاسوب والخادم وتتوفر بطاقة PCIe NIC في خمسة إصدارات الآن و يدعم كل إصدار خمسة أنواع من الممرات بسرعات مختلفة.
| PCIe Version | Line Code | x1 | x2 | x4 | x8 | x16 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 8b/10b | 250MB/s | 0.50GB/s | 1.0GB/s | 2.0GB/s | 4.0GB/s |
| 2.0 | 8b/10b | 500MB/s | 1.0GB/s | 2.0GB/s | 4.0GB/s | 8.0GB/s |
| 3.0 | 128b/130b | 984.6MB/s | 1.97GB/s | 3.94GB/s | 7.88GB/s | 15.8GB/s |
| 4.0 | 128b/130b | 1969MB/s | 3.94GB/s | 7.88GB/s | 15.75GB/s | 31.5GB/s |
| 5.0 | 128b/130b | 3938MB/s | 6.15GB/s | 12.3GB/s | 24.6GB/s | 63.02GB/s |
بطاقة واجهة شبكة USB:
الناقل USB هو معيار ناقل خارجي ويحتوي على ثلاثة إصدارات بمعدلات بيانات مختلفة ويمكنه العمل مع مجموعة متنوعة من الأجهزة بالإضافة إلى ذلك، تعد بطاقة الشبكة اللاسلكية أيضًا نوعًا من بطاقات NIC المصممة لاتصال Wi-Fi.
التصنيفات القائمة على نوع المنفذ:
وفقًا للكابلات المختلفة المتصلة، يمكن العثور على أربعة أنواع من منافذ NIC في السوق ويستخدم منفذ RJ-45 للاتصال بكابل زوج مجدول (مثل Cat5 و Cat6) ومنفذ AUI يستخدم للكابل المحوري السميك (مثل كابل جهاز الإرسال والاستقبال AUI) ومنفذ BNC للكابل المحوري الرقيق (مثل كابل BNC) ومنفذ بصري لجهاز الإرسال والاستقبال (مثل جهاز الإرسال والاستقبال 10G / 25G).
تصنيفات سرعة الإرسال:
بناءً على السرعات المختلفة، هناك بطاقات تكيفية 10 ميجابت في الثانية، 100 ميجابت في الثانية، 10/100 ميجابت في الثانية، 1000 ميجابت في الثانية، 10 جيجابت، 25 جيجابت أو حتى بطاقات شبكة ذات سرعة أعلى في السوق وتعد بطاقات NIC التكيفية 10 ميجابت في الثانية و 100 ميجابت في الثانية و 10/100 ميجابت في الثانية مناسبة لشبكات LAN الصغيرة أو الاستخدامات المنزلية أو المكاتب اليومية و توفر بطاقة NIC التي تبلغ 1000 ميجابت في الثانية نطاقًا تردديًا أعلى في شبكة جيجابت وأما بالنسبة لبطاقات NIC بسرعة 10 جيجابت / 25 جيجابت أو حتى بطاقات NIC عالية السرعة، فهي موضع ترحيب من قبل المؤسسات الكبيرة أو مراكز البيانات.
التصنيفات القائمة على مجالات التطبيق:
بطاقة NIC للحاسوب:
اليوم، تحتوي معظم أجهزة الحاسوب الجديدة على بطاقة واجهة شبكة (NIC) مضمنة في اللوحة الأم، لذلك ليست هناك حاجة إلى بطاقة LAN منفصلة ويأتي عادةً بسرعة 10 / 100Mbps، وسرعة 1Gbps و يسمح لجهاز حاسوب واحد بالاتصال بأجهزة الحاسوب أو الشبكات الأخرى.
بطاقة شبكة الخادم:
تتمثل الوظيفة الرئيسية لبطاقة شبكة الخادم في إدارة حركة مرور الشبكة والتعامل معها بالمقارنة مع محول شبكة الحاسوب العادي، تتطلب محولات الخادم عادةً سرعة نقل بيانات أسرع مثل 10G و 25 G و 40 G وحتى 100G بالإضافة إلى ذلك، تحتوي محولات الخادم على معدل إشغال منخفض لوحدة المعالجة المركزية، نظرًا لأنها تحتوي على وحدة تحكم شبكة خاصة يمكنها تنفيذ العديد من المهام من وحدة المعالجة المركزية ولتلبية متطلبات السرعة المختلفة للمستخدمين من مهايئات الخادم، أصدرت FS محولات 10G PCIe وبطاقات 25G / 40G نيك وتم تصميم محولات PCIe باستخدام وحدة تحكم Intel وهي تدعم المعالجات متعددة النواة وتحسين ظاهرية الخادم والشبكة.
