ВИДЫ СЕТЕВЫХ КАРТ

Сетевая карта – это внешнее или внутреннее интерфейсное устройство, которое позволяет подключить вычислительную единицу (персональный компьютер, сервер, сетевое хранилище) к сети передачи данных. Все сетевые адаптеры можно разделить на три основных вида:

• Внешний сетевой адаптер (дискретный сетевой адаптер);
• Встраиваемая сетевая карта;
• Встроенный сетевой адаптер (интегрированный сетевой адаптер).

При помощи сетевых карт передаётся информация по протоколам Ethernet, FiberChannel, iSCSI. В зависимости от передаваемого трафика сетевые карты можно разделить на три категории:

• NIC – сетевая карта рассчитанная для работы в Ethernet сетях (сокращённо от Network interface card (controller));
• HBA – хост-адаптер шины, сетевой интерфейс используемый для подключения к SAN или DAS сетям (сокращенно от Host bus adapter);
• CNA – сетевое интерфейсное устройство позволяющее подключаться как к Ethernet сетям так и к сетям SAN (сокращенно от Converged network adapter).

Внешний вид

Все сетевые адаптеры по внешнему виду можно разделить на внешние и встраиваемые. Рассматривать встроенные сетевые карты в данном вопросе не имеет смысла, так как они являются частью вычислительной единицы.

Внешний сетевой адаптер – представляет собой небольшое мобильное устройство с одной стороны оснащённое USB портом, а с другой каким-либо сетевым интерфейсом – RJ-45, SC/UPC, SFP/SFP+.

 Внешняя сетевая карта

В зависимости от скорости передачи сетевого интерфейса внешняя сетевая карта может быть оснащена разными типами USB – разъемов:

• USB 1.0 – 12 Мбит/с (сетевой интерфейс 10Base-X);
• USB 2.0 – 480 Мбит/с (сетевой интерфейс 100Base-X);
• USB 3.1 Gen 1 – 5 Гбит/с (сетевой интерфейс 1000Base-X, 1GFC, 2GFC);
• USB 3.1 Gen 2 – 10 Гбит/с (сетевой интерфейс 10GBase-X, 8GFC, 10GFC, iSCSI).

В зависимости от задач внешняя сетевая карта может представлять собой устройство с пигтейлом, оконеченным разъемом USB A или USB C, или же устройство с портом для подключения в виде USB A, USB B, USB C.

Внешние сетевые карты с различными типами USB порта

Зачастую в форм-факторе внешнего адаптера делают низкоскоростные сетевые карты, со скоростью передачи до 1,25 Гбит/с, так как подразумевается мобильность или временность данного решения.

Встраиваемые сетевые карты – представляют собой платы с контактным разъёмом PCI или PCI-E для подключения к материнской плате компьютеры или сервера, и одним или несколькими сетевыми портами в виде: RJ-45, SC/UPC, SFP/SFP+/SFP28/QSFP+/QSFP28.

Встраиваемая сетевая карта с двумя портами SFP+

Как и в случае внешних адаптеров, встраиваемые сетевые карты обладают разными интерфейсами для подключения к материнской плате, на данный момент можно встретить следующие разновидности:

• PCI;
• PCI – E v2.0 X1;
• PCI – E v2.0 X4;
• PCI – E v2.0 X8;
• PCI – E v2.0 X16;
• PCI – E v3.0 X8;
• PCI – E v3.0 X16.

Сетевые карты с различными портами и типом шины

В зависимости от пропускной способности сетевой карты выбирается необходимый PCI разъем, так для 1,25 Гбит карт зачастую используется PCI – Express v2.0 X4, а для большинства модификаций 10 Гбит/с выбираются PCI – Express v2.0 X8/X16, для передачи 40 Гбит/с и более, необходимо использовать PCI – Express v3.0 X8/X16.

Виды сетевых карт

Сетевые адаптеры используются для передачи различных протоколов передачи, но наиболее популярным является Ethernet. Сетевые карты, рассчитанные на работу в Ethernet сетях, называются Network interface card (controller) сокращённо NIC. Данный вид карт рассчитан на работу с протоколами 10/100/1000 Base-X, 10G Base-X, 40G Base-X и 100G Base-X.

Схема карты сетевого интерфейса

Для работы в сетях SAN используются адаптеры типа Host bus adapter сокращенно HBA. Чаще всего HBA адаптеры используются для соединений по протоколам FC (Fibre Channel), iSCSI (Internet Small Computer System Interface) и SAS (Serial Attached SCSI).

Схема Хост адаптера

Для одновременного подключения к Ethernet и SAN сетям используют Converged network adapter (сокращенно CNA), также данный вид карт называют C-NIC (Converged network interface card). Конвергентные сетевые адаптеры сочетают функциональные возможности NIC и HBA в одном устройстве и поддерживают протоколы FC и Ethernet в рамках одного порта. При передаче Fibre Channel при помощи CNA, трафик будет передаваться по Ethernet сети к коммутатору с поддержкой FCoE. На приеме конвергентный коммутатор преобразует трафик FCoverEthernet в FC SAN, а трафик Ethernet — в LAN.

Схема конвергентного адаптера

Основные параметры сетевых адаптеров

Различные модели сетевых адаптеров могут отличаться рядом параметров:

• Скоростью передачи пакетов данных;
• Протоколами передачи;
• Типом и быстродействием шины;
• Методами доступа к среде и разъемами;
• Совместимостью с ОС и Hardware.

Скорость передачи данных у современных сетевых карт может составлять от 100 Мбит/с до 100 Гбит/с. Тип используемой в карте шины напрямую зависит от ее пропускной способности, чем выше скорость, тем более современная и быстродействующая шина используется.

В зависимости от разъемов сетевой карты и их количества зависит среда передачи. Современные сетевые карты могут комплектоваться различными сетевыми интерфейсами:

• RJ-45 – наиболее распространённый вид интерфейса, позволяет передавать данные на скоростях от 10 Мбит/с до 25 Гбит/с;
• Duplex и Simplex SC/UPC – мало встречающийся тип разъёма, зачастую устанавливался на NIC карты со скоростью передачи 100 Мбит/с или 1,25 Гбит/с;
• SFP – наиболее популярный форм фактор порта в сегменте 1,25 Гбит/с, в зависимости от модификации сетевого адаптера скорость передачи может составлять от 100 Мбит/с до 2,5 Гбит/с;
• SFP+ – современный стандарт для 10GE сетевых карт;
• SFP28 – достаточно молодой формат сетевого интерфейса позволяющий передавать информацию со скоростью 25 Гбит/с, наиболее востребован в сегменте CAN карт;
• QSFP+/QSFP28 – весьма редкий высокоскоростной разъем используется для передачи со скоростью 40 Гбит/с и 100 Гбит/с.

Сферы применения

В данном разделе рассматриваются сферы применения только NIC адаптеров со скоростью передачи от 1,25 Гбит/с.

Сетевые адаптеры со скоростью передачи от 1,25 Гбит/с до 10 Гбит/с могут использоваться для формирования локальных подключений при помощи витой пары соответствующей категории, как в рамках домашней или офисной сети, так и в телекоммуникационных стойках.

Сетевые адаптеры со встроенным приемопередатчиком используются в сегменте подключений уровня доступа, как абонентов, так и мелких офисов.

Сетевые карты с SFP/SFP+ портами обладают наибольшей гибкостью в плане использования, так как в зависимости от установленного трансивера могут использоваться как в локальных сетях (соединения при помощи copper SFP/SFP+), так и в оптических сетях с удаленностью хостов до 20 км друг от друга (при использовании оптических модулей SFP/SFP+), а также данный вид адаптеров может быть использован для стекирования оборудования при помощи DAC или AOC кабелей.

SFP28 NIC адаптеры зачастую используются в рамках дата центров, где уровень агрегации построен на основе 100 GE оборудования, а уровень доступа использует скорости передачи 10 Гбит/с или 25 Гбит/с.

Высокоскоростные сетевые карты с портами QSFP+ или QSFP28, задействуются только в высоконагруженных центрах обработки данных для обеспечения наиболее широкого канала доступа до сетевых ресурсов.

Возможные неисправности сетевых карт

Если сетевой адаптер не работает, вы можете начать со следующих шагов по устранению неполадок оборудования:

Проверка физических соединений

Убедитесь, что сетевая карта корректно установлена в соответствующий порт и закреплена. Проверьте, правильность соединения коммутационными шнурами сетевой карты и сетевого окружения.

Проверка состояния сетевого адаптера

В зависимости от операционной системы проверка состояния сетевой карты производится по-разному, но её итогом в любом случае должно быть уведомление системы что адаптер подключён и работает исправно.

Проверка светодиодных индикаторов карты

Если светодиодные индикаторы состояния не горят, это означает, отсутствие физического соединения с сетью, в таком случае проблема может быть или с ответным сетевым устройством, или с коммутацией до него. Для исключения проблем с физическим соединением замените все патч-корды от сетевой карты до сетевого оборудования. Убедитесь, что ответное оборудование работает и его порт с которым происходит соединение правильно сконфигурирован.

Проверка сетевых настроек адаптера

Убедитесь, что все протоколы и сетевое оборудование настроены правильно, напоминаем, что IP-адреса должны быть уникальными, а DHCP настроен правильно для автоматического получения TCP/IP-адреса, если оно используется.

Проверка сетевых настроек TCP/IP

Убедитесь, что TCP/IP (или другой протокол) правильно сконфигурирован на сетевом интерфейсе.

Переустановка/обновление драйверов сетевого адаптера

В зависимости от используемой операционной системы процесс может отличаться, но итогом должна стать чистая установка последней версии драйвера для используемого сетевого адаптера.

Проверка совместимости ОС

Убедитесь, что используемая на Вашем компьютере/сервере/сетевом хранилище операционная система совместима с используемой сетевой картой. Если рекомендованная ОС более новая переустановите систему.