Chương 4: Card mạng (NIC)

Các khái niệm mạng cơ bản 2Mục đích bài học  Tìm hiểu vai trò của card mạng NIC còn gọi là bộ điều hợp mạng adapter trong truyền thông  Giải thích quá trình trước khi truyền dữ liệu, n

Chương 4:

Card mạng (NIC)

Các khái niệm mạng cơ bản 2

Mục đích bài học

 Tìm hiểu vai trò của card mạng NIC (còn gọi là bộ điều hợp mạng adapter) trong truyền thông

 Giải thích quá trình trước khi truyền dữ liệu, nhận các tín hiệu đến,

và kiểm soát luồng liên lạc qua mạng

 Xem xét các cách cấu hình và cách cài đặt chung cho NIC

Mục đích bài học (tiếp theo)

 Xem xét các điều cần chú ý khi chọn card mạng

 Các kỹ thuật cải tiến card mạng có thể tăng hiệu năng sử dụng

 Làm rõ vai trò của phần mềm driver cho card mạng

Các khái niệm mạng cơ bản 4

Cơ bản về NIC

 Cắm trên khe mở rộng (slot)

 Là giao diện vật lý giữa máy tính và phương tiện truyền thông mạng

 Thực hiện 2 chức năng quan trọng

 Thiết lập và duy trì quản lý kết nối mạng

 Chuyển đổi dữ liệu ra tín hiệu số và ngược lại

Từ song song đến nối tiếp, và ngược lại

 Máy tính sử dụng các đường dữ liệu song song, gọi là bus, để truyền dữ liệu giữa máy tính và card mạng

 Dữ liệu truyền đi trên một đường dây đơn, gọi là truyền nối tiếp

 Khi truyền tin, NIC sẽ chuyển đổi các tín hiệu song song trên bus ra nối tiếp và khi nhận tín hiệu, NIC chuyển

ngược từ nối tiếp thành song song

 Xem hình 4-1

Các khái niệm mạng cơ bản 6

Hình 4-1 NIC

16 bit dữ liệu song song

Chuỗi dữ liệu

Tìm hiểu về Bus

 Độ rộng của bus chỉ số dây song song, mỗi dây tại một thời điểm chỉ truyền 1 bit

 Ban đầu Bus có 8 hoặc 16 bit (Chuẩn công nghệ (ISA))

 Về sau các bus 32 hoặc 64 bit được giới thiệu

 Bus PCI 64 bit là bus có tốc độ cao nhất và phổ biến nhất

Các khái niệm mạng cơ bản 8

Bộ thu phát

 Được thiết kế cho các phương tiện truyền thông xác định

 NIC truy cập các bộ thu phát để truyền dữ liệu

 Một số NIC có sẵn thiết bị này

 Mạng Ethernet dùng nhiều các phương tiện truyền thông khác nhau

 Các card mạng Ethernet có rất nhiều giao diện

 Xem hình 4-2

 Các NIC mới ngày này chỉ có một cổng giao tiếp

mạng

Các khái niệm mạng cơ bản 10

NIC và các gói tin

 Gói tin là đơn vị dữ liệu trong truyền thông mạng

 NICs tạo các bit gói tin

 Truyền nối tiếp các gói tin trên phương tiện truyền thông mạng

 NIC có vai trò như người gác cổng

Địa chỉ MAC

 NIC có một địa chỉ xác định duy nhất, gọi là địa chỉ điều khiển truy

cập mô trường (Media Access Control (MAC))

 Được lập trình lưu trong ROM

 Gồm 48 bit, được biểu diễn thành một dãy các cặp số hexa cách nhau bởi dấu hai chấm

 Phần đầu để xác định tên nhà sản xuất

 Phần còn lại xác định cho từng NIC

Các khái niệm mạng cơ bản 12

Các Bus trên máy PC

 Trước đây, chuẩn công nghiệp ISA dùng các bus 8 hoặc 16 bit

Các Bus trên máy PC (tiếp tục)

 Thành phần kết nối ngoại vi (PCI) là phiên bản đầu tiên cho dòng bus 64 bit tốc độ cao; PCI 2.0 được nối trực tiếp với Bus cục bộ của bộ vi xử lý, là dòng bus không phụ thuộc vào bộ vi xử lý

 PCI-X – PCI-X 2.0, tương thích với bus PCI, nhưng tốc độ có thể mở rộng từ 66 đến 533 MHz , tốc độ truyền dữ liệu từ 500

MBps to 4.3GBps;

Các khái niệm mạng cơ bản 14

Các Bus trên máy PC (tiếp theo)

 Các chuẩn Bus – hiện tại đang phát triển là bus nối tiếp PCI

Express (tên cũ là 3GIO)

 Vận hành tại tốc độ từ 2.5 Gbps đến 10 Gbps

 Vì PCI Express có thể được thiết lập trên các tuyến, một số tuyến có thể kết hợp để tăng tốc độ truyền

 Tốc độ mong muốn là 5 GBps

Các Bus trên máy PC

16 hoặc 32 bit Không còn sử dụng

PCI 33 và 66 Mhz 32 và 64 bit Hiện đang là chuẩn

PCI-X 66-533 Mhz 32 và 64 bit máy chủ, máy trạm tốc độ cao Card PC/PCMCIA 33 Mhz 32 bit Máy xách tay

Bảng 4-3

Các khái niệm mạng cơ bản 16

Các loại giao diện Bus PC khác dùng cho

mạng

 Universal Serial Bus (USB) là bus nối tiếp cho thiết bị ngoại vị tốc

độ thấp

 FireWire (IEEE 1394) là Bus nối tiếp tốc độ cao có băng thông tối

đa là 400 Mbps dùng cho máy ảnh và video kỹ thuật số

 Phiên bản mới, 1394b, có tốc độ cực đại là 3200

Mbps

Căn bản trong cầu hình NIC

 Gắn NIC khe cắm phù hợp trên PC hay các kết nối ngoài như USB

 NIC sẽ được hệ thống phát hiện ngay khi bật máy Trình Plug and Play có thể tự cầu hình NIC

 Nếu cần, người dùng phải tự cấu hình

 Cấu hình NIC liên quan đến:

 Ngắt (IRQ)

 Cổng vào ra I/O cơ sở

 Điạ chỉ bộ nhớ cơ sở

Các khái niệm mạng cơ bản 18

Tạo gắn kết mạng

 NIC thực hiện các vai trò:

 Thiết lập kết nối vật lý đến các phương tiện truyền thông mạng

 Tạo các tín hiệu trên các phương tiện truyền thông mạng

Ch ọn NIC có hiệu năng cao

Các khái niệm mạng cơ bản 20

Chọn NIC có hiệu năng cao

Các bản kê đối với card mạng:

 Độ rộng của Bus (16-bit chậm hơn 32-bit; chọn PCI hay PCI-X)

 Loại Bus (64-bit PCI-X cho máy chủ)

 Bộ nhớ

 Một số đặc điểm (An toàn, quản lý, giao thức, cắm nóng)

 Bus chủ (quan trọng với máy chủ)

 Đại lý (chất lượng, uy tín, nổi tiếng)

Các NICs đặc biệt

 Một số NIC là

 Các bộ điều hợp không dây

 Các bộ điều hợp khởi động xa

Các khái niệm mạng cơ bản 22

Các bộ điều hợp không dây

 Bao gồm một số hoặc tất cả các thành phần sau:

 Giao tiếp với điểm truy cập không dây để kết nối các thiết

bị không dây tới mạng dây cáp

 Các chuẩn cần: 802.11a, 802.11b, 802.11g

Các bộ điều hợp khởi động xa

 Các máy trạm không ổ cứng có thể khởi động nhờ việc đọc thông tin từ một đĩa cứng (trên một máy khác)

 NIC bao gồm Boot PROM (bộ nhớ chỉ đọc lập trình được)

 Dùng mã lệnh chương trình để khởi động chương trình và truy cập mạng

 Ưu điểm: kinh tế, tin cậy, và độ an toàn tăng

Các khái niệm mạng cơ bản 24

Phần mềm cho Driver của NIC

 NIC phải có phần mềm điều khiển

 Là những chương trình đặc biệc nhằm quản lý sự trao đổi giữa hệ điều hành và NIC

 Driver không đúng, máy tính có thể không khởi động được hoặc gây ra những tác động xấu đến hiệu năng mạng

 Trước đây, mỗi nhà sản xuất NIC đều xây dựng các driver riêng cho từng sản phẩm của họ

 Ngày nay, hệ điều hành thường có sẵn các driver này

Phần mềm cho Driver của NIC (ti ếp tục )

 Các chuẩn cho driver:

 Network Device Interface Specification (NDIS):

định nghĩa giao diện giữa các tầng con của MAC và driver của NIC; cho phép NIC sử dụng nhiều giao

thức

 Win32 Driver Model (WDM): định nghĩa giao diện

cho máy PC với các hệ điều hành Windows mới;

nâng cao chất lượng của driver bằng cách chia driver theo chức năng

 Open Data-link Interface (ODI) là chuẩn của Apple

và Novell cho phép NIC dùng nhiều giao thức

Các khái niệm mạng cơ bản 26

Phần mềm cho Driver của NIC (ti ếp tục )

 Quá trình cài đặt NIC thường dễ thực hiện

 Các hệ điều hành thường bao gồm các driver phổ

biến, các NICs luôn có đĩa CD chứa driver đi kèm

 Các chương trình cài đặt thường có các giao diện người dùng thân thiện hỗ trợ cài đặt

 Hình 4-4 hiển thị màn hình bắt đầu của quá trình cài đặt

 Người dùng có thể phải nhập các thông tin cấu hình như: các ngắt IRQ và cổng vào ra cơ sở

Giao diện cài đặt

Các khái niệm mạng cơ bản 28

Phần mềm cho Driver của NIC (ti ếp tục )

 Driver của NIC tiếp tục phát triển

 Kiểm tra NIC

 Website của các nhà sản xuất luôn cung cấp những thông tin hỗ trợ

kỹ thuật

 Gồm thông tin về lỗi thường gặp và cách khắc phục

 Cập nhật driver khi có loại NIC mới sản xuất

Tóm tăt chương

 Card mạng (NICS) là giao diện kết nối giữa máy tính và các

phương tiện truyền thông mạng

 NICs chuẩn bị, truyền, và điều khiển luồng dữ liệu trong mạng

 Để truyền dữ liệu, NIC định dạng dữ liệu xuất từ song song sang nối tiếp, và ngược lại đối với quá trình nhận

 Mỗi NIC có một địa chỉ vật lý mạng duy nhất gọi là địa chỉ MAC

Các khái niệm mạng cơ bản 30

 Trình Plug and Play có thể thực hiện các cấu hình

 Chân cắm của NIC phải phù hợp với khe cắm trên máy tính

 NICs phải hợp với phương tiện truyền và loại đầu nối dùng trong mạng

Tóm tắt chương (tiếp theo)

 NICs ảnh hưởng rất lớn đến hiệu năng mạng

 Truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA), vùng nhớ bộ điều hợp hay hệ thống, và bus chủ, làm tăng khả năng của NIC

 Dùng bộ đệm trên RAM hoặc tích hợp trên bo mạch chủ

có thể cải thiện hiệu năng

 Một số NIC đặc biệt, như có thể cắm nóng, cổng kép, các thiết lập bảo mật, giao diện quản lý, truyền thông

không dây, hỗ trợ khởi động xa

Các khái niệm mạng cơ bản 32

Tóm tắt chương (tiếp theo)

 Các chỉ số kỹ thuật của NIC cần chú ý khi chọn mua

 Độ rộng của bus: càng rộng càng tốt, dùng PCI hoặc PCI-X

 Loại bus: sử dụng PCI-X cho máy chủ khi cần

 Các đặc điểm quan trọng: bảo mật, quản lý, quản lý giao thức, có khả năng cắm nóng

 Bus chủ: quan trọng đối với máy chủ

 Đại lý: chất lượng, độ tin cậy, uy tín

Tóm tắt chương (tiếp theo)

 Khi mua NIC không dây, ghi nhớ họ chuẩn 802.11: 802.11a, 802.11b, or 802.11g

 Các đặc điểm về độ an toàn WEP, WPA, and 802.11i

Các khái niệm mạng cơ bản 34

Tóm tắt chương (tiếp theo)

 Phần mềm điều khiển Driver có vai trò quan trọng quyết định sự trao đổi giữa NIC và hệ điều hành

 Nâng cấp Driver như một phần của bảo trì mạng