Leitfaden zur Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) – Definition, Typen und Funktionen

Was ist eine Netzwerkschnittstellenkarte?

 

Die Netzwerkkarte (NIC), auch Netzwerkadapterkarte oder Netzwerkschnittstellencontroller genannt, ist eine Hardwarekomponente, die Geräten wie Computern oder Servern die Kommunikation mit Computernetzwerken ermöglicht. Die Netzwerkkarte sieht im Allgemeinen wie eine Platine oder ein Chip aus. 

 

Früher wurde die Netzwerkkarte als Erweiterungskarte in den Computerbus eingesteckt. Später, mit dem niedrigeren Preis und der zunehmenden Verbreitung von Ethernet, verfügen die meisten neuen Computer über eine vorinstallierte Netzwerkschnittstelle auf der Hauptplatine. Eine separate Netzwerkkarte ist nicht mehr erforderlich, es sei denn, mehrere Schnittstellen oder andere Netzwerktypen werden benötigt.

 

Der Zweck einer Netzwerkkarte besteht darin, Ihren Computer über Kabel oder drahtlos mit einem LAN-Netzwerk (Local Area Network) zu verbinden. Sie ermöglicht den Zugriff auf die physische Schicht zur Kommunikation mit der Sicherungsschicht (Ethernet oder WLAN), sodass Computer im selben LAN-Netzwerk oder sogar über große Netzwerke über das Internetprotokoll (IP) kommunizieren können.

 

 

Netzwerkschnittstellenkarte mit dualer SFP-Schnittstelle

 

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Netzwerkschnittstellenkartenfunktion

 

Die Anzahl der Chips auf dem Netzwerkkarte Aufgrund der zunehmenden Integration nimmt die Anzahl der Netzwerkkarten ab. Obwohl es viele verschiedene Arten von Netzwerkkarten verschiedener Hersteller gibt, sind ihre Funktionen ähnlich. Was macht eine Netzwerkkarte? Was ist die Funktion einer Netzwerkkarte? Wie funktioniert es?

Datenverkapselung

Beim Kapselungsprozess werden die Daten als Paket dargestellt, wobei Frame-Header und Frame-Ende die Umhüllungen des Pakets bilden. Netzwerkkarten kapseln die Computerdaten durch Hinzufügen von Frame-Header und Frame-Ende in Frames und senden die Daten anschließend über Netzwerkübertragungsmedien an Netzwerke. Bei kabelgebundenen Netzwerken werden üblicherweise Kupferkabel oder Glasfaser als Übertragungsmedien verwendet, bei drahtlosem WLAN elektromagnetische Wellen. 

Datenentpacken

Beim Empfang der von anderen Netzwerkgeräten übertragenen Datenrahmen gruppiert die Netzwerkschnittstellenkarte diese Datenrahmen neu in Daten, indem sie den Rahmenkopf und das Rahmenende entfernt, und überträgt die Daten dann an den Computer. 

Verbindungsverwaltung

Empfängt die Netzwerkkarte einen fehlerhaften Datenrahmen, verwirft sie diesen selbstständig und informiert den Computer nicht. Empfängt sie hingegen einen korrekten Rahmen, benachrichtigt sie den Computer und leitet ihn an die Netzwerkschicht des Protokollstapels weiter. Wenn der Computer ein IP-Datenpaket sendet, werden die Daten über den Protokollstapel an die Netzwerkkarte übermittelt und nach der Zusammenstellung zu einem Rahmen an das LAN gesendet. 

 

Eine weitere wichtige Funktion der Link-Management-Funktion ist die Überprüfung, ob sich der Link-Status im Leerlauf befindet. Da Ethernet eine gemeinsam genutzte Verbindung ist, kommt es bei der Datenübertragung zu Konflikten, wenn die Verbindung zwischenzeitlich von anderen genutzt wird.

Die Link-Management-Funktion wird hauptsächlich durch das CSMA/CD-Protokoll (Carrier Sense Multiple Access mit Kollisionserkennung) realisiert.

Datenkodierung und -dekodierung

Die Datenübertragung muss über ein physisches Übertragungsmedium erfolgen. In der Praxis handelt es sich bei den übertragenen Signalen um elektrische oder optische Signale. Die Kodierungs- und Dekodierungsfunktion besteht hauptsächlich in der Umwandlung der Daten in elektrische oder optische Signale mithilfe des Manchester-Codes.

 

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Verschiedene Arten von Schnittstellenkarten

Klassifizierung basierend auf Bustypen

Basierend auf unterschiedlichen Bustypen gibt es bei Netzwerkschnittstellenkarten hauptsächlich vier Kategorien: PCI, PCIe, USB und ISA.

 

ISA- und PCI-NIC-Typen - Da es sich um NIC-Typen im Frühstadium handelt, wurden sie vom Markt genommen. 

USB-Typ der Netzwerkkarte - Hauptsächlich im Bereich der Unterhaltungselektronik eingesetzt.

PCIe-NIC-Typ - Wird hauptsächlich im Industriebereich und bei Servern eingesetzt. Im Vergleich zur früheren PCI-Schnittstellenkarte unterstützt sie eine wesentlich höhere Übertragungsdatenrate.

 

Netzwerkschnittstellenbasierte Klassifizierung

Basierend auf verschiedenen Arten von Netzwerkschnittstellen besteht die Netzwerkschnittstellenkarte hauptsächlich aus optischen Schnittstellen (SC, LC usw.) und elektrischen Schnittstellen (RJ45).

 

Elektrische Schnittstelle NIC-Karte - Übertragung elektrischer Signale über Twisted-Pair-Kupferkabel. Die maximale Entfernung beträgt bis zu 100 Meter.

Optische Schnittstellen-NIC-Karte - Übertragung optischer Signale über Glasfaserkabel und optische Transceiver. Die maximale Entfernung beträgt Hunderte von Metern bei einem Multimode-System und Tausende von Metern bei einem Singlemode-System.

 

Elektrische Schnittstelle NIC-Karte

 

 

Optische Schnittstellen-NIC-Karte

Klassifizierung basierend auf der Übertragungsdatenrate

 

Je nach Übertragungsdatenrate gibt es Netzwerkkarten mit 100M, 1000M, 2.5G, 5G, 10G, 25G, 40G, 100G, 200G usw.

 

Klassifizierung basierend auf Übertragungsmedien

 

Basierend auf unterschiedlichen Übertragungsmedien können Netzwerkschnittstellenkarten in zwei Kategorien unterteilt werden: kabelgebundene NIC-Karten und kabellose NIC-Karten.

 

Kabelgebundene NIC-Karte - Verwendung von physischen Glasfaserkabeln oder Kupferkabeln als Übertragungsmedium zur Verbindung mit Netzwerken.

Drahtlose NIC-Karte Im Vergleich zu kabelgebundenen Netzwerkkarten ersetzt die drahtlose Netzwerkkarte Kabel durch drahtlose Technologie. Für die Verbindung mit einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) muss die drahtlose Netzwerkkarte mit dem drahtlosen Router oder drahtlosen AP (Access Point) kompatibel sein. Die drahtlose Netzwerkkarte fungiert als Sender, während der drahtlose Router oder AP als Empfänger fungiert. 

 

Drahtlose Netzwerkkarten werden hauptsächlich in interne und externe WLAN-Karten unterteilt. Interne WLAN-Karten sind häufig in Laptops und Smartphones verbaut. USB- und PCI/PCIe-WLAN-Karten sind die gängigsten externen WLAN-Karten. Sie sind praktisch, wenn die WLAN-Karte Ihres Laptops defekt ist oder Ihr Desktop-Computer eine Verbindung zu einem drahtlosen Netzwerk benötigt.

Anwendungsbasierte Klassifizierung

Je nach den unterschiedlichen Anwendungsanforderungen der NIC-Karte können Netzwerkschnittstellenkarten in Server-NICs und PC-NICs unterteilt werden.

 

PC-NIC-Karte - Wird verwendet, um den PC mit dem LAN zu verbinden. Für einen normalen PC reicht eine Netzwerkkarte aus.

 

Server-NIC-Karte Dient zum Verbinden des Servers mit Netzwerkgeräten wie Switches. Im Vergleich zur PC-Netzwerkkarte stellt die Server-Netzwerkkarte höhere Anforderungen an Datenrate, CPU-Auslastung, Stabilität und Sicherheit. In der Regel werden für einen Server zwei oder mehr Netzwerkkarten benötigt.

 

QSFPTEK bietet eine Reihe von NIC-Produkten an, darunter 1G-, 10G-, 25G-, 40G- und 100G-Netzwerkschnittstellenkarten. Kontaktieren Sie uns gerne!