Сетевые адаптеры


Сетевые адаптеры прошли в своём развитии четыре поколения.
Адаптеры первого поколения были выполнены на дискретных логических микросхемах, в результате чего обладали низкой надёжностью. Они имели буферную память только на один кадр, что приводило к низкой производительности адаптера, так как все кадры передавались последовательно. Кроме того, задание конфигурации адаптера происходило вручную, с помощью перемычек. Для каждого типа адаптеров использовался свой драйвер, причём интерфейс между драйвером и сетевой операционной системой не был стандартизован.

В сетевых адаптерах второго поколения для повышения производительности стали применять метод многокадровой буферизации. При этом следующий кадр загружается из памяти компьютера в буфер адаптера одновременно с передачей предыдущего кадра в сеть. В режиме приёма после того, как адаптер полностью принял один кадр, он может начать передавать этот кадр из буфера в память компьютера одновременно с приёмом другого кадра из сети. В сетевых адаптерах второго поколения широко используются микросхемы с высокой степенью интеграции, что повышает надёжность адаптеров. Кроме того, драйверы этих адаптеров основаны на стандартных спецификациях.

В сетевых адаптерах третьего поколения осуществляется конвейерная схема обработки кадров. Она заключается в том, что процессы приёма кадра из оперативной памяти компьютера и передача его в сеть совмещаются по времени. После приёма нескольких первых байт кадра начинается их передача. Это на 25-55% повышает производительность цепочки оперативная память — адаптер — физический канал — адаптер — оперативная память. Такая схема очень чувствительна к порогу начала передачи, то есть к количеству байт кадра, которое загружается в буфер адаптера перед началом передачи в сеть. Сетевой адаптер третьего поколения осуществляет самонастройку этого параметра путём анализа рабочей среды, а также методом расчёта, без участия администратора сети.

Самонастройка обеспечивает максимально возможную производительность для конкретного сочетания производительности внутренней шины компьютера, его системы прерываний и системы прямого доступа к памяти. Адаптеры третьего поколения базируются на специализированных интегральных схемах, что повышает производительность и надёжность при одновременном снижении его стоимости. Повышение производительности канала «адаптер-память» очень важно для повышения производительности сети в целом, так как производительность сложного маршрута обработки кадров, включающего концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, глобальные каналы связи и т.п., всегда определяется производительностью самого медленного устройства на этом маршруте. Следовательно, если сетевой адаптер сервера или клиентского компьютера работает медленно, то никакие быстрые коммутаторы не смогут повысить скорость работы сети.

Выпускаемые сегодня адаптеры относятся к четвёртому поколению. В эти адаптеры обязательно входит специализированная интегральная схема, выполняющая функции MAC-уровня, а также большое количество высокоуровневых функций. В набор таких функций может входить поддержка агента удалённого мониторинга. Схема приоритезации кадров, функции дистанционного управления компьютером и т.д. В серверных вариантах адаптеров обязательно наличие мощного процессор, разгружающего центральный процессор.