ネットワークインターフェースカードとは?
ネットワークインターフェイスカード(NIC)は、ネットワークアダプターカードやネットワークインターフェイスコントローラーとも呼ばれ、コンピューターやサーバーなどのデバイスがコンピューターネットワークと通信できるようにするハードウェアコンポーネントです。ネットワークインターフェイスカードは通常、回路基板またはチップのような外観をしています。
初期には、NICカードは拡張カードの形でコンピューターバスに挿入されていました。その後、Ethernetの低価格化と普及に伴い、ほとんどの新しいコンピューターではマザーボード上にネットワークインターフェースがあらかじめ統合されるようになりました。 複数のインターフェースや他の種類のネットワークが必要でない限り、個別のNICカードは不要になります。
NICの目的は、ケーブルまたは無線を介してコンピューターをLANネットワーク(ローカルエリアネットワーク)に接続することです。データリンク層(EthernetまたはWiFi)と通信するための物理層アクセスを提供することで、コンピューター同士が同じLANネットワーク上で通信したり、Internet Protocol (IP)を通じて大規模ネットワーク上で通信したりできるようにします。

デュアルSFPインターフェース搭載ネットワークインターフェースカード
ネットワークインターフェースカードの機能
上のチップ数 ネットワークインターフェースカード 集積度の向上により減少しています。さまざまなメーカーが多種多様なネットワークカードを製造していますが、その機能は類似しています。では、nicは何をするのでしょうか?ネットワークインターフェースカードの機能とは何でしょうか? どのように機能しますか?
データカプセル化
カプセル化プロセスでは、データを荷物と見なすことができ、フレームヘッダーとフレームエンドはその荷物の包装に相当します。ネットワークインターフェースカードは、フレームヘッダーとフレームエンドを追加することでコンピューターデータをフレームとしてカプセル化し、その後、ネットワーク伝送媒体を通じてデータをネットワークへ送信します。有線ネットワークの場合、一般的な伝送媒体は銅線ケーブルまたは光ファイバーであり、一方、無線WLANでは電磁波が用いられます。
データのアンパック
他のネットワークデバイスから送信されたデータフレームを受信すると、ネットワークインターフェイスカードはフレームヘッダーとフレーム末尾を削除して、それらのデータフレームをデータに再構成し、そのデータをコンピューターに送信します。
リンク管理
ネットワークインターフェースカードがエラーデータフレームを受信した場合、そのエラーフレームを独自に破棄し、コンピューターには通知しません。逆に、正常なフレームを受信した場合は、コンピューターに通知し、プロトコルスタックのネットワーク層に渡します。コンピューターがIPデータパケットを送信する際、データはプロトコルスタックを介してネットワークインターフェースカードに渡され、フレームに組み立てられた後、LANに送信されます。
リンク管理機能のもう一つの重要な役割は、リンク状態がアイドル状態にあるかどうかを確認することです。Ethernetは共有リンクであるため、データ送信時にほかの誰かが同時にリンクを使用していると、競合が発生します。
リンク管理機能は、主にCSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with collision detection)プロトコルによって実現されます。
データのエンコードとデコード
データ伝送は、物理伝送媒体上で行う必要があります。実際に伝送される信号は、電気信号または光信号です。符号化および復号機能は、主にマンチェスター符号の符号化方式を使用して、データを電気信号または光信号に変換することに反映されます。
インターフェースカードの種類
バスタイプに基づく分類
バスの種類に基づいて、ネットワークインターフェースカードは主にPCI、PCIe、USB、ISAの4つのカテゴリに分類されます。
ISAおよびPCIタイプのNIC - 初期のタイプのNICであるため、市場から段階的に廃止されています。
NICのUSBタイプ - 主に民生用電子機器分野で使用されます。
NICのPCIeタイプ - 主に産業分野やサーバーに適用されています。初期のPCIインターフェースカードと比較して、はるかに高いデータ伝送速度に対応しています。
ネットワークインターフェースに基づく分類
ネットワークインターフェースの種類に基づき、ネットワークインターフェースカードは主に光インターフェース(SC、LCなど)と電気インターフェース(RJ45)で構成されています。
電気インターフェースNICカード - 銅製ツイストペアケーブルで電気信号を伝送します。最大距離は100 metersに達します。
光インターフェースNICカード - 光ファイバーケーブルおよび光トランシーバーを介して光信号を伝送します。最大伝送距離は、マルチモードシステムでは数百メートル、シングルモードシステムでは数千メートルに達します。

電気インターフェースNICカード

光インターフェースNICカード
伝送データレートに基づく分類
伝送データレートに応じて、100M、1000M、2.5G、5G、10G、25G、40Gのネットワークインターフェースカードがあります。 100G, 200Gなど。
伝送媒体に基づく分類
伝送媒体の違いに基づき、ネットワークインターフェースカードは、有線NICカードと無線NICカードの2つのカテゴリーに分類できます。
有線NICカード - 物理的な光ファイバーケーブルまたは銅線ケーブルを伝送媒体として使用してネットワークに接続します。
ワイヤレスNICカード - 有線NICカードと比較すると、無線NICカードはケーブルの代わりに無線技術を使用します。無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)に接続するには、無線NICカードを無線ルーターまたは無線AP(アクセスポイント)と併用する必要があります。無線NICは送信機、無線ルーターまたはAPは受信機のようなものと考えることができます。
無線LANカードは、主に内蔵型と外付け型の無線NICカードに分類されます。内蔵型の統合無線NICカードは、一般的にノートパソコンやスマートフォンに搭載されています。USBおよびPCI/PCIe無線NICカードは、最も一般的な外付け型の無線NICカードであり、ノートパソコンの無線NICが故障した場合や、デスクトップコンピューターを無線ネットワークに接続する必要がある場合に役立ちます。
用途に基づく分類
NICカードの用途要件のレベルに応じて、ネットワークインターフェースカードはサーバーNICとPC NICに分類できます。
PC NICカード - PCをLANに接続するために使用されます。通常のPCにはNICカード1枚で十分です。
サーバー用NICカード - サーバーをスイッチなどのネットワークデバイスに接続するために使用されます。PC NICと比較して、サーバーNICにはデータレート、CPU使用率、安定性、セキュリティに関して、より高い要件が求められます。一般に、1台のサーバーには2枚以上のサーバーNICカードが必要です。
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