Guide des cartes d’interface réseau (NIC) - Définition, types et fonctions

Qu’est-ce qu’une carte d’interface réseau ?

La carte d’interface réseau (NIC), également appelée carte adaptateur réseau et contrôleur d’interface réseau, est un composant matériel qui permet à des appareils tels que des ordinateurs ou des serveurs de communiquer avec des réseaux informatiques. La carte d’interface réseau se présente généralement sous la forme d’une carte de circuit imprimé ou d’une puce. 

Au début, la carte NIC était insérée dans le bus de l’ordinateur sous la forme d’une carte d’extension. Plus tard, avec la baisse des prix et l’utilisation généralisée d’Ethernet, la plupart des nouveaux ordinateurs ont intégré au préalable une interface réseau sur la carte mère.  Une carte NIC individuelle ne sera plus nécessaire, sauf si plusieurs interfaces ou d’autres types de réseaux sont nécessaires.

L’objectif d’une NIC est de connecter votre ordinateur à un réseau LAN (Local Area Network) par câble ou sans fil. Elle fournit un accès à la couche physique pour communiquer avec la couche liaison de données (Ethernet ou WiFi), afin que les ordinateurs puissent communiquer sur le même réseau LAN, voire communiquer sur des réseaux à grande échelle via le protocole Internet (IP).

Carte d’interface réseau avec double interface SFP

Fonction de carte d’interface réseau

Le nombre de puces sur le carte d’interface réseau diminue en raison de l’intégration croissante. Bien qu’il existe de nombreux types de cartes réseau produites par divers fabricants, leurs fonctions sont similaires. Alors, que fait une NIC ? Quelle est la fonction d’une carte d’interface réseau ? Comment cela fonctionne-t-il ?

Encapsulation des données

Dans le processus d’encapsulation, les données peuvent être vues comme un colis, l’en-tête de trame et la fin de trame étant les emballages du colis. La carte d’interface réseau encapsule les données de l’ordinateur sous forme de trames en ajoutant un en-tête de trame et une fin de trame, puis envoie les données aux réseaux via des supports de transmission réseau. Pour les réseaux filaires, le support de transmission général est le câble en cuivre ou la fibre optique, tandis que les ondes électromagnétiques sont utilisées pour le WLAN sans fil. 

Dépaquetage des données

Lors de la réception des trames de données transmises par d'autres périphériques réseau, la carte d'interface réseau regroupe ces trames de données en données en supprimant l'en-tête et la fin de trame, puis transmet les données à l'ordinateur. 

Gestion des liens

Si la carte d'interface réseau reçoit une trame de données erronée, elle rejettera la trame erronée de manière indépendante et n'en informera pas l'ordinateur. Au contraire, si elle reçoit une trame correcte, elle en informera l'ordinateur et la transmettra à la couche réseau de la pile de protocoles. Lorsque l'ordinateur va envoyer un paquet de données IP, les données seront transmises à la carte d'interface réseau via la pile de protocoles et envoyées au LAN après assemblage dans une trame. 

L’autre manifestation importante de la fonction de gestion de liaison consiste à vérifier si l’état de la liaison est inactif. Comme Ethernet est une liaison partagée, lorsque vous transmettez des données, des conflits se produiront si quelqu’un d’autre utilise la liaison entre-temps.

La fonction de gestion de liaison est principalement réalisée au moyen du protocole CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with collision detection).

Encodage et décodage des données

La transmission de données doit être effectuée sur un support de transmission physique. En pratique, les signaux transmis sont des signaux électriques ou des signaux optiques. La fonction de codage et de décodage se reflète principalement dans la transformation des données en signaux électriques ou en signaux optiques au moyen de la méthode de codage du code Manchester.

Différents types de cartes d’interface

Classification basée sur les types de bus

Selon les différents types de bus, les cartes d’interface réseau se répartissent principalement en quatre catégories : PCI, PCIe, USB et ISA.

Types ISA et PCI de NIC - En tant que premiers types de NIC, ils ont été retirés du marché. 

Type USB de NIC - Principalement appliqué dans le domaine de l’électronique grand public.

Type PCIe de NIC - Principalement utilisée dans les zones industrielles et les serveurs. Par rapport à la première carte d’interface PCI, elle prend en charge un débit de transmission de données beaucoup plus élevé.

Classification basée sur l’interface réseau

Selon les différents types d’interfaces réseau, la carte d’interface réseau se compose principalement d’interfaces optiques (SC, LC, etc. )et d’interfaces électriques (RJ45).

Carte NIC à interface électrique - Transmission de signaux électriques sur des câbles en cuivre à paires torsadées. La distance maximale atteint jusqu’à 100 mètres.

Carte réseau à interface optique - Transmission de signaux optiques sur des câbles à fibre optique et des émetteurs-récepteurs optiques. La distance maximale atteint jusqu’à des centaines de mètres sur un système multimode et des milliers de mètres sur un système monomode.

Carte NIC à interface électrique

Carte réseau à interface optique

Classification basée sur le débit de transmission des données

Selon le débit de transmission des données, il existe des cartes d’interface réseau de 100M, 1000M, 2.5G, 5G, 10G, 25G, 40G, 100G, 200G, etc.

Classification basée sur les supports de transmission

Selon les différents supports de transmission, la carte d’interface réseau peut être divisée en deux catégories : carte NIC filaire et carte NIC sans fil.

Carte NIC filaire - Utilisation d’un câble à fibre optique physique ou d’un câble en cuivre comme support de transmission pour se connecter aux réseaux.

Carte NIC sans fil - Par rapport à une carte NIC filaire, une carte NIC sans fil utilise la technologie sans fil pour remplacer les câbles. Pour se connecter à un réseau local sans fil (WLAN), la carte NIC sans fil doit fonctionner avec le routeur sans fil ou le point d’accès sans fil AP (Access Point). La carte NIC sans fil peut être considérée comme un émetteur, tandis que le routeur sans fil ou l’AP est comme un récepteur. 

Les cartes réseau sans fil se divisent principalement en cartes NIC sans fil internes et externes. Les cartes NIC sans fil intégrées internes sont couramment présentes dans les ordinateurs portables et les smartphones. Les cartes NIC sans fil USB et PCI/PCIe sont les cartes NIC sans fil externes les plus courantes ; elles sont utiles lorsque la carte NIC sans fil de votre ordinateur portable est défectueuse ou lorsque votre ordinateur de bureau doit se connecter à un réseau sans fil.

Classification basée sur l’application

Selon les différents niveaux d’exigences applicatives des cartes NIC, les cartes d’interface réseau peuvent être divisées en NIC serveur et NIC PC.

Carte NIC PC - Utilisé pour connecter un PC au LAN. Une carte NIC suffit pour un PC ordinaire.

Carte NIC serveur - Utilisée pour connecter le serveur à des périphériques réseau tels que des commutateurs. Par rapport à une carte réseau de PC, une carte réseau serveur présente des exigences plus élevées en matière de débit de données, d’utilisation du CPU, de stabilité et de sécurité. Généralement, deux cartes réseau serveur ou plus sont nécessaires pour un serveur.

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