دانلود مقاله شبکه و کارت شبکه

فناوری اطلاعات و ارتباطات تکنولوژی هزاره جدید می باشد که باعث کم کردن زمان انجام محاسبات ، دقیقتر شدن پردازش داده ها ، تبادل اطلاعات شده است .

رایانه ها به ویژه زمانی که به شبکه های اطلاعاتی متصل باشند ، تغییر عمده ای در دانش و اطلاعات به وجود می آورند .

تغییر کاربرد فناوری اطلاعات تنها محدود به یادگیری و آموزش نمی شود .

این تغییرات درساختار آموزشی و الگوی رفتاری درون نظام آموزشی و حتی محتوای آموزش را تغییر خواهد داد .

در این پروژه تحقیقاتی ، با توجه به سیر و پیشرفت انیترنت و لزوم آگاهی داشتن از قسمتهای مختلف و جانبی ، که باعث اتصال به شبکه جهانی (اینترنت ) می شود ، به بحث در مورد بخش مهمی به نام « کارت شبکه » که یکی از ارکان اتصال به شبکه جهانی است می پردازیم .

و در این پروژه به بررسی شبکه و معرفی بعضی از انواع کارت شبکه ، مشخصات آنها و مواردی که مرتبط به کارت شبکه است پرداخته شده است .

کارت شبکه و نقش کارت شبکه :
کارتهای شبکه به عنوان میانجی فیزیکی یا رابطه بین رایانه و کابل شبکه عمل می کنند .

کارتها در شکاف ( (SLOTتوسعه هر رایانه و سرویس دهنده شبکه نصب می شوند .

پس از آن که کارت شبکه متصل گردید ، کابل شبکه به پورت متصل می شود تا ارتباط واقعی بین رایانه و باقیمانده شبکه را برقرار سازد .

آشنائی با کارت شبکه
کارت شبکه ، یکی از مهمترین عناصر سخت افزاری در زمان پیاده سازی یک شبکه کامپیوتری است .

هر کامپیوتر موجود در شبکه ( سرویس گیرندگان و سرویس دهندگان ) ، نیازمند استفاده از یک کارت شبکه است .

کارت شبکه ، ارتباط بین کامپیوتر و محیط انتقال ( نظیر کابل ها ی مسی و یا فیبر نوری ) را فراهم می نماید .
اکثر مادربردهای جدیدی که از آنان در کامپیوترهای شخصی استفاده می گردد ، دارای یک اینترفیس شبکه ای onboard می باشند .

کامپیوترهای قدیمی و یا کامپیوترهای جدیدی که دارای اینترفیس شبکه ای onboard نمی باشند ، در زمان اتصال به شبکه ، می بایست بر روی آنان یک کارت شبکه نصب گردد.
شکل زیر یک نمونه کارت شبکه را که دارای یک پورت RJ-45 است را نشان می دهد .

وظایف کارت شبکه
• برقراری ارتباط لازم بین کامپیوتر و محیط انتقال
• تبدیل داده : داده ها بر روی گذرگاه ( bus ) کامپیوتر به صورت موازی حرکت می نمایند .

نحوه حرکت داده ها بر روی محیط انتقال شبکه به صورت سریال است .

ترانسیور کارت شبکه ( یک ارسال کننده و یا دریافت کننده ) ، داده ها را از حالت موازی به سریال و بالعکس تبدیل می نماید .

• ارائه یک آدرس منحصربفرد سخت افزاری : آدرس سخت افزاری (MAC ) درون تراشه ROM موجود بر روی کارت شبکه نوشته می گردد .

آدرس MAC در واقع یک زیر لایه از لایه Data Link مدل مرجع OSI می باشد .

آدرس سخت افراری موجود بر روی کارت شبکه ، یک آدرس منحصربفرد را برای هر یک از کامپیوترهای موجود در شبکه ، مشخص می نماید .

پروتکل هائی نظیر TCP/IP از یک سیستم آدرس دهی منطقی ( آدرس IP ) ، استفاده می نمایند .

در چنین مواردی قبل از دریافت داده توسط کامپیوتر ، می بایست آدرس منطقی به آدرس سخت افزاری ترجمه گردد .
انتخاب کارت شبکه
برای انتخاب یک کارت شبکه ، می بایست پارامترهای متعددی را بررسی نمود :
• سازگاری با معماری استفاده شده در شبکه : کارت های شبکه دارای مدل های متفاوتی با توجه به معماری استفاده شده در شبکه ( اترنت ، Token ring )می باشند .

اترنت ، متداولترین معماری شبکه در حال حاضر است که در شبکه هائی با ابعاد بزرگ و کوچک ، استفاده می گردد .

• سازگاری با throughput شبکه : در صورتی که یک شبکه اترنت سریع (سرعت 100Mbps ) پیاده سازی شده است ، انتخاب یک کارت اترنت با سرعت 10Mbps تصمیم مناسبی در این رابطه نخواهد بود .

اکثر کارت های شبکه جدید قادر به سوئیچینگ اتوماتیک بین سرعت های 10 و 100Mbps می باشند ( اترنت معمولی و اترنت سریع )
• سازگاری با نوع اسلات های خالی مادربرد : کارت های شبکه دارای مدل های متفاوتی با توجه به نوع اسلات مادربرد می باشند.

کارت های شبکه PCI درون یک اسلات خالی PCI و کارت هائی از نوع ISA در اسلات های ISA نصب می گردند .

کارت شبکه می بایست متناسب با یکی از اسلات های خالی موجود بر روی مادربرد، انتخاب گردد.

اسلات آزاد به نوع مادربرد بستگی داشته و در این رابطه گزینه های متعددی نظیر ISA,PCI و EISA می تواند وجود داشته باشد .

شکل زیر یک نمونه مادربرد را که دارای اسلات های ISA و PCI است ، نشان می دهد :
گذرگاه ISA که از کلمات Industry Standard Architecture اقتباس شده است، استاندارد استفاده شده در کامپیوترهای IBM XT است .

استاندارد فوق در ابتدا به صورت هشت بیتی مطرح و در سال 1984 نوع شانزده بیتی آن نیز عرضه گردید.

تعداد زیادی از تجهیزات سخت افزاری نظیر مودم ، کارت صدا و کارت های شبکه بر اساس استاندارد فوق تولید و عرضه شده اند .

برخی از مادربردهای جدید دارای اسلات های PCI بوده و از کارت های ISA حمایت نمی نمایند .

( کارت های PCI دارای سرعت بیشتری نسبت به ISA می باشند ) .

PCI در سال 1993 معرفی و یک گذرگاه سی و دو بیتی است .

PCI 2.1 شصت و چهار بیت را حمایـت می نماید .کارت های شبکه PCI با توجه به پتاسیل های موجود دارای استعداد لازم به منظور ارائه سرعت و کارآئی بیشتری نسبت به کارت های ISA می باشند : بافرینگ : حافظه تراشه ها ( RAM ) بر روی کارت شبکه قرار داشته و از آن به عنوان بافر استفاده می گردد .از حافظه فوق به منظور نگهداری اطلاعاتی که در انتظار پردازش می باشند و یا اطلاعاتی که می بایست بر روی شبکه منتشر شوند ، استفاده می گردد .

DMA و یا Direct Memory Access ، کامپیوترهائی که از DMA حمایـت می نمایند، امکان ارسال و یا دریافت داده از حافظه را مستقیما" و بدون درگیرکردن پردازنده فراهم می نمایند .

Bus Mastering .

کارت های شبکه می توانند بگونه ای طراحی شوند که مستقیما" بدون استفاده از پردازنده کامپیوتر و یا واسطه ای دیگر به حافظه RAM کامپیوتر دستیابی داشته باشند .

ویژگی فوق به کارت های شبکه اجازه می دهد که bus را کنترل نموده و داده ئی را به حافظه RAM کامیپوتر ارسال و یا دریافت نمایند .

نصب کارت شبکه برای نصب کارت شبکه می توان مراحل زیر را دنبال نمود : باز نمودن کیس کامپیوتر و نصب کارت شبکه در یکی از اسلات های آزاد بستن کیس و متصل نمودن کابل به پورت کارت شبکه راه انداری کامپیوتر .

در صورتی که یک کارت Plug&Play تهیه شده است و از سیستم عاملی استفاده می شود که تکنولوژی Plug & Play را حمایت می نماید ، تنها کاری که احتمالا" می بایست انجام داد ، قرار دادن دیسکت و یا CD درایور کارت شبکه در درایو مربوطه است .در صورتی که از سیستم عاملی استفاده می گردد که قادر به تشخیص سخت افزارهای جدید نمی باشد ، می بایست عملیات نصب کارت شبکه به صورت دستی انجام شود .

با توجه به این که کامپیوترهای جدید و سیستم های عاملی که بر روی آنان نصب می گردد، عموما" از فن آوری Plug&Play حمایت می نمایند ، نصب یک کارت شبکه کار چندان مشکلی نخواهد بود .

کافی است کارت شبکه را درون یکی از اسلات های خالی مادربرد قرار داده و کامپیوتر را راه اندازی نمود .

کارت های شبکه Plug&Play توسط سیستم عامل تشخیص داده شده و درایور آنان نصب می گردد .

در حال حاضر سیستم های عامل اندکی وجود دارد که از تکنولوژی Plug &Play حمایت نمی نمایند ، در زمان نصب کارت شبکه بر روی این نوع سیستم ها ، می بایست دارای اطلاعات لازم در رابطه با IRQ نیز باشیم ( IRQ از کلمات Interrupt Request اقتباس شده است) .

به هر دستگاه موجود در کامپیوتر نظیر موس ، صفحه کلید و کارت شبکه ، یک خط IRQ نسبت داده می شود.

دستگاه های فوق با استفاده از IRQ نسبت داده شده ، درخواست خود را با پردازنده مطرح می نمایند ( پردازش داده ها ) .

هر دستگاه می بایست دارای یک IRQ منحصربفرد باشد در غیر اینصورت با یک IRQ Conflict مواجه خواهیم شد.

جدول زیر تنظیمات IRQ در کامپیوترهای شخصی را نشان می دهد .

تأثیرات کارت شبکه : آماده سازی داده های رایانه برای انتقال به کابل شبکه ارسال داده ها به رایانه دیگر کنترل جریان داده ها بین رایانه و سیستم کابل کشی کارت شبکه همچنین داده های وارد شونده را از کابل دریافت و آن را به بایتهایی تبدیل می کند که CPU رایانه می تواند آنها را بفهمد .

آماده سازی داده ها : قبل از آنکه داده ها بتوانند از طریق شبکه ارسال گردند ، کارت شبکه باید آن را از شکلی که رایانه می فهمد به شکل دیگری که بتواند از طریق کابل شبکه حرکت نمایند ، تغییر دهد .

داده ها در داخل رایانه از طریق مسیرهایی به نام گذرگاهها ( BUS ) حرکت می نمایند .

آنها چندین مسیر داده ای هستند که به طور موازی و پهلوی هم قرار گرفته اند ، چون چندین مسیر پهلو به پهلو هستند ، داده ها می توانند به جای عبور تکی در هر لحظه به صورت گروهی با یکدیگر عبور کنند .

گذراههای قدیمی ، مانند گذرگاههایی که در رایانه شخصی اولیه IBM به کار می رفتند ، گذرگاههای 8 بیتی بودند .

زیرا آنها 8 بیت داده را در یک لحظه ( همزمان ) عبور می دادند .

رایانه های IBMPC/AT از گذرگاه 16 بیتی استفاده می کردند ، بدین معنا که 16 بیت به طور همزمان می تواند عبور نماید .

رایانه ها ی زیادی از گذرگاههای 32 یا 64 بیتی استفاده می نمایند .

وقتی داده ها از گذرگاه رایانه عبور می کنند ، گفته می شود به صورت موازی ( PARALLEL ) حرکت می کنند زیرا 16 یا 32 بیت ، پهلو به پهلو د رحرکت اند .

ولی در کابل شبکه ، داده ها باید در جریا تک بیتی حرکت نمایند .

وقتی داده ها از کابل شبکه عبور می کنند گفته می شود به صورت انتقال سریال (SERIAL ) حرکت می نمایند زیرا هر بیت به دنبال بیت دیگر جریا دارد .

به عبارت دیگر ، کابل بزرگراه یک باند می باشد .

داده ها در این بزرگراهها همیشه در هر لحظه فقط یک باند حرکت دارند .

رایانه ها یا داده ها را می فرستند یا دریافت می کنند .

نکته : کارت شبکه ، عبور داده ها را به صورت موازی و به شکل گروهی می گیرد و آنها را طوری مجدداً می سازد که از طریق مسیر سریال به پهنای 1 بیت د رکابل شبکه جریان یابند .

این کار با تبدیل سیگنال های دیجیتال رایانه به سیگنال های الکتریکی و نوری که می توانند از طریق کابل شبکه حرکت نمایند انجام م یگیرد .

قطعه مسئول این کار ، فرستنده گیرنده است .

آدرس شبکه : علاوه بر تبدیل داده ها ، کارت شبکه محل کارت یا آدرس را به باقیمانده شبکه نشان می دهد تا اتمام کارتها ی دیگر شبکه ، تشخیص داده شود .

IEEE : آدرس های شبکه از کمیته IEEE تعین می گردد .

این کمیته ، محدوده ای ا زآدرس ها را به هر یک از سازندگان کارتهای شبکه اختصاص می دهد .

سازندگان به طور سخت افزاری ، این آدرس ها را در تراشه هایی روی کارت قرار می دهند .

با این روش ، هر کارت و در نتیجه هر رایانه ، آدرس منحصر به فردی در شبکه دارد .

سایر کارتها ی شبکه : کارت شبکه ، درچندین فعالیت دیگر هم شرکت دارد : کارت شبکه و رایانه باید برای حرکت داده ها از رایانه به کارت ، ارتباط برقرار نمایند .

در کارتهایی که می توانند ا زدسترسی مستقیم حافظه ( DMA ) بهره مند شوند ، رایانه قسمتی از فضای حافظه خود را به کارت شبکه اختصاص می دهد .

کارت شبکه تقاضای داده ها ی رایانه را به اطلاع رایانه می رساند .

گذرگاه رایانه ، داده ها را از حافظه رایانه به کارت شبکه حرکت می دهد .

داده ها اغلب می توانند سریعتر از کارت شبکه ای که آنها را اداره می کند حرکت نمایند ، به این دلیل داده ها به بافر ( RAM