وحدة تحكم واجهة الشبكة

وحدة تحكم واجهة الشبكة
	بطاقة واجهة شبكة إيثرنت من تسعينيات القرن العشرين تتصل باللوحة الأم عبر ناقل ISA الذي عفا عليه الزمن الآن . تتميز هذه البطاقة المركبة بموصل BNC (على اليسار) للاستخدام في شبكات 10BASE2 (التي عفا عليها الزمن الآن) وموصل 8P8C (على اليمين) للاستخدام في شبكات 10BASE-T .
يتصل بـ	اللوحة الأم عبر أحد: مُدمج في مجموعة الشرائح أو نظام SoC; منفصلة على متن الطائرة; موصل PCI; موصل ISA; PCIe (بما في ذلك Mini PCIe و M.2 ); فاير واير; USB; صاعقة; التواصل عبر أحد: إيثرنت; واي فاي; قناة الألياف; ماكينة الصراف الآلي; اف دي دي اي; خاتم الرمز; شبكة أرك نت;
السرعات	كامل دوبلكس أو نصف دوبلكس :; 10 ميجابت/ثانية; 100 ميجابت/ثانية; 1 جيجابت/ثانية; ; كامل دوبلكس : ; 2.5 جيجابت/ثانية; 5 جيجابت/ثانية; 10 جيجابت/ثانية; تصل إلى 160 جيجابت/ثانية;
الشركات المصنعة الشائعة	Intel ; Realtek ; Broadcom (تتضمن Avago و Emulex سابقًا ) ; Marvell Technology Group ; Cavium ( QLogic سابقًا ) ; Mellanox ; Chelsio

وحدة تحكم واجهة الشبكة ( NIC ، والمعروفة أيضًا باسم بطاقة واجهة الشبكة ، ^[3] ومحول الشبكة ، ومحول LAN وواجهة الشبكة المادية ^[4] ) هي أحد مكونات أجهزة الكمبيوتر التي تربط الكمبيوتر بشبكة الكمبيوتر . ^[5]

كانت وحدات التحكم في واجهة الشبكة المبكرة تُنفَّذ عادةً على بطاقات التوسعة التي يتم توصيلها بناقل الكمبيوتر . وتعني التكلفة المنخفضة وانتشار معيار Ethernet أن معظم أجهزة الكمبيوتر الحديثة تحتوي على واجهة شبكة مدمجة في اللوحة الأم ، أو موجودة في دونجل متصل بمنفذ USB .

توفر وحدات تحكم واجهة الشبكة الحديثة ميزات متقدمة مثل واجهات المقاطعة و DMA لمعالجات المضيف، ودعم طوابير الاستقبال والإرسال المتعددة، والتقسيم إلى واجهات منطقية متعددة، ومعالجة حركة مرور الشبكة على وحدة التحكم مثل محرك تفريغ TCP .

غاية

ينفذ وحدة تحكم الشبكة الدوائر الإلكترونية المطلوبة للتواصل باستخدام طبقة فيزيائية محددة ومعيار طبقة ارتباط البيانات مثل Ethernet أو Wi-Fi . ^[أ] يوفر هذا قاعدة لمجموعة بروتوكولات شبكة كاملة ، مما يسمح بالاتصال بين أجهزة الكمبيوتر على نفس شبكة المنطقة المحلية (LAN) واتصالات الشبكة واسعة النطاق من خلال بروتوكولات قابلة للتوجيه، مثل بروتوكول الإنترنت (IP).

تسمح بطاقة NIC لأجهزة الكمبيوتر بالاتصال عبر شبكة الكمبيوتر، إما باستخدام الكابلات أو لاسلكيًا. تعد بطاقة NIC جهازًا يعمل في الطبقة المادية وطبقة ارتباط البيانات، حيث توفر وصولاً ماديًا إلى وسيط الشبكة، وبالنسبة لشبكات IEEE 802 والشبكات المماثلة، توفر نظام عنونة منخفض المستوى من خلال استخدام عناوين MAC المخصصة بشكل فريد لواجهات الشبكة.

تطبيق

تم تنفيذ وحدات التحكم في الشبكة في الأصل كبطاقات توسعة يتم توصيلها بناقل الكمبيوتر. تعني التكلفة المنخفضة وانتشار معيار إيثرنت أن معظم أجهزة الكمبيوتر الجديدة تحتوي على وحدة تحكم في واجهة الشبكة مدمجة في اللوحة الأم. قد تحتوي اللوحات الأم للخوادم الأحدث على واجهات شبكة متعددة مدمجة. يتم دمج إمكانيات إيثرنت إما في مجموعة شرائح اللوحة الأم أو يتم تنفيذها عبر شريحة إيثرنت مخصصة منخفضة التكلفة. عادةً ما لم تعد هناك حاجة إلى بطاقة شبكة منفصلة ما لم تكن هناك حاجة إلى اتصالات شبكة مستقلة إضافية أو استخدام نوع من أنواع الشبكات غير إيثرنت. يتجه الاتجاه العام في أجهزة الكمبيوتر نحو دمج المكونات المختلفة للأنظمة على شريحة واحدة ، وينطبق هذا أيضًا على بطاقات واجهة الشبكة.

تحتوي وحدة تحكم شبكة Ethernet عادةً على مقبس 8P8C حيث يتم توصيل كبل الشبكة. كما توفر بطاقات NIC القديمة اتصالات BNC أو AUI . تدعم وحدات تحكم شبكة Ethernet عادةً أنواع Ethernet بسرعة 10 ميجابت/ثانية و 100 ميجابت/ثانية و 1000 ميجابت/ثانية . يتم تصنيف مثل هذه وحدات التحكم على أنها 10/100/1000 ، مما يعني أنها يمكن أن تدعم معدلات بيانات تبلغ 10 أو 100 أو 1000 ميجابت/ثانية. تتوفر أيضًا بطاقات NIC بسرعة 10 جيجابت إيثرنت ، واعتبارًا من نوفمبر 2014 ^[تحديث]، بدأت تتوفر على اللوحات الأم للكمبيوتر . ^[6]^[7]

تحظى التصميمات المعيارية مثل SFP وSFP+ بشعبية كبيرة، وخاصة في مجال الاتصالات عبر الألياف الضوئية . وتحدد هذه التصميمات منفذًا قياسيًا لأجهزة الإرسال والاستقبال المعتمدة على الوسائط، بحيث يمكن للمستخدمين بسهولة تكييف واجهة الشبكة مع احتياجاتهم.

تعمل مصابيح LED المجاورة لموصل الشبكة أو المدمجة فيه على إعلام المستخدم بما إذا كانت الشبكة متصلة، ومتى يحدث نشاط البيانات.

قد تتضمن بطاقة NIC ذاكرة ROM لتخزين عنوان MAC المخصص لها من المصنع . ^[8]

قد تستخدم بطاقة NIC واحدة أو أكثر من التقنيات التالية للإشارة إلى توفر الحزم للنقل:

الاستطلاع هو المكان الذي تقوم فيه وحدة المعالجة المركزية بفحص حالة الجهاز المحيطي تحت سيطرة البرنامج.
تعد عملية الإدخال/الإخراج المدفوعة بالمقاطعة هي المكان الذي ينبه فيه الجهاز الطرفي وحدة المعالجة المركزية بأنها جاهزة لنقل البيانات.

قد تستخدم بطاقات الشبكة (NIC) واحدة أو أكثر من التقنيات التالية لنقل بيانات الحزمة:

الإدخال/الإخراج المبرمج ، حيث تقوم وحدة المعالجة المركزية بنقل البيانات من أو إلى بطاقة الشبكة إلى الذاكرة.
الوصول المباشر للذاكرة (DMA)، حيث يتولى جهاز آخر غير وحدة المعالجة المركزية التحكم في ناقل النظام لنقل البيانات من أو إلى بطاقة واجهة الشبكة إلى الذاكرة. يؤدي هذا إلى إزالة الحمل من وحدة المعالجة المركزية ولكنه يتطلب مزيدًا من المنطق على البطاقة. بالإضافة إلى ذلك، قد لا تكون هناك حاجة إلى مخزن مؤقت للحزم على بطاقة واجهة الشبكة ويمكن تقليل زمن الوصول .

الأداء والوظائف المتقدمة

توفر بطاقات الشبكة متعددة الطوابير طوابير إرسال واستقبال متعددة ، مما يسمح بتعيين الحزم التي تستقبلها بطاقة الشبكة إلى إحدى طوابير الاستقبال الخاصة بها. قد توزع بطاقة الشبكة حركة المرور الواردة بين طوابير الاستقبال باستخدام دالة تجزئة . يتم تعيين كل طابور استقبال إلى مقاطعة منفصلة ؛ من خلال توجيه كل من هذه المقاطعات إلى وحدات معالجة مركزية أو نوى وحدة معالجة مركزية مختلفة ، يمكن توزيع معالجة طلبات المقاطعة التي يتم تشغيلها بواسطة حركة المرور على الشبكة التي تستقبلها بطاقة شبكة واحدة مما يحسن الأداء. ^[10]^[11]

يشار إلى التوزيع القائم على الأجهزة للمقاطعات، الموصوف أعلاه، باسم التوسع في جانب الاستقبال (RSS). ^[12]^{: 82} توجد أيضًا تنفيذات برمجية بحتة، مثل توجيه حزمة الاستقبال (RPS)، وتوجيه تدفق الاستقبال (RFS)، ^[10] و Intel Flow Director . ^[12]^{: 98، 99}^[13]^[14]^[15] يمكن تحقيق تحسينات أخرى في الأداء عن طريق توجيه طلبات المقاطعة إلى وحدات المعالجة المركزية أو النوى التي تنفذ التطبيقات التي تعد الوجهات النهائية لحزم الشبكة التي تولدت المقاطعات. تعمل هذه التقنية على تحسين محلية المرجع وتؤدي إلى أداء عام أعلى وتقليل زمن الوصول واستخدام أفضل للأجهزة بسبب الاستخدام الأعلى لذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية وعدد أقل من مفاتيح السياق المطلوبة .

مع بطاقات الشبكة متعددة الطوابير، يمكن تحقيق تحسينات إضافية في الأداء من خلال توزيع حركة المرور الصادرة بين طوابير الإرسال المختلفة. ومن خلال تعيين طوابير إرسال مختلفة لوحدات المعالجة المركزية أو نوى وحدة المعالجة المركزية المختلفة، يمكن تجنب التنافسات الداخلية لنظام التشغيل. وعادة ما يشار إلى هذا النهج باسم توجيه حزمة الإرسال (XPS). ^[10]

تتميز بعض المنتجات بتقسيم بطاقة الشبكة ( NPAR ، المعروف أيضًا باسم تقسيم المنفذ ) الذي يستخدم تقنية المحاكاة الافتراضية SR-IOV لتقسيم بطاقة شبكة إيثرنت 10 جيجابت واحدة إلى بطاقات شبكة افتراضية منفصلة متعددة ذات نطاق ترددي مخصص، والتي يتم تقديمها إلى البرامج الثابتة ونظام التشغيل كوظائف منفصلة لجهاز PCI . ^[3]^[16]

توفر بعض بطاقات الشبكة محرك تفريغ TCP لتفريغ معالجة مكدس TCP/IP بالكامل إلى وحدة تحكم الشبكة. يتم استخدامه بشكل أساسي مع واجهات الشبكة عالية السرعة، مثل Gigabit Ethernet و10 Gigabit Ethernet، حيث تصبح تكلفة معالجة مكدس الشبكة كبيرة. ^[17]

تقدم بعض بطاقات الشبكة مصفوفات بوابات قابلة للبرمجة ميدانيًا (FPGAs) متكاملة لمعالجة حركة مرور الشبكة القابلة للبرمجة من قبل المستخدم قبل وصولها إلى الكمبيوتر المضيف، مما يسمح بتقليل زمن الوصول بشكل كبير في أحمال العمل الحساسة للوقت. ^{[18] علاوة على ذلك، تقدم بعض بطاقات الشبكة}مجموعات TCP/IP كاملة منخفضة زمن الوصول تعمل على مصفوفات بوابات بوابات متكاملة بالاشتراك مع مكتبات مساحة المستخدم التي تعترض عمليات الشبكات التي يتم إجراؤها عادةً بواسطة نواة نظام التشغيل ؛ مجموعة شبكة OpenOnload مفتوحة المصدر من Solarflare والتي تعمل على Linux هي مثال على ذلك. يُشار عادةً إلى هذا النوع من الوظائف باسم الشبكات على مستوى المستخدم . ^[19]^[20]^[21]

انظر أيضا

ملحوظات

^ على الرغم من وجود تقنيات شبكات أخرى، إلا أن تقنية Ethernet ( IEEE 802.3 ) وWi-Fi ( IEEE 802.11 ) حققت انتشارًا واسعًا كتقنيات شبكات LAN منذ منتصف تسعينيات القرن العشرين.

مراجع

^ "إعداد سرعة المنفذ ووضع الدوبلكس". docs.ruckuswireless.com . تم الاسترجاع في 2020-09-25 .
^ Admin, Arista (2020-04-23). "القسم 11.2: معايير Ethernet - Arista". Arista Networks . تم الاسترجاع في 2020-09-28 .
^ "تحسين قابلية التوسع من خلال تقسيم بطاقة واجهة الشبكة" (PDF) . Dell . أبريل 2011. تم الاسترجاع في 12 مايو 2014 .
^ "واجهة الشبكة المادية". مايكروسوفت . 7 يناير 2009.
^ Posey, Brien M. (2006). "أساسيات الشبكات: الجزء الأول - أجهزة الشبكات". Windowsnetworking.com . TechGenix Ltd . تم الاسترجاع في 2012-06-09 .
^ جيم أوريلي (2014-01-22). "هل سيكون عام 2014 هو عام 10 جيجابت إيثرنت؟". الحوسبة الشبكية . تم الاسترجاع في 2015-04-29 .
^ "كسر حدود السرعة مع ASRock X99 WS-E/10G وشبكات LAN من نوع Intel 10G BASE-T". asrock.com . 24 نوفمبر 2014 . تم الاسترجاع في 19 مايو 2015 .
^ جون سافيل (12 نوفمبر 2000). "كيف يمكنني تغيير عنوان MAC لبطاقة محول الشبكة؟" . تم الاسترجاع في 2023-11-06 .
^ "Intel 82574 Gigabit Ethernet Controller Family Datasheet" (PDF) . Intel . يونيو 2014. ص. 1 . تم الاسترجاع في 16 نوفمبر 2014 .
^ اي بي سي توم هربرت. ويليم دي بروين (9 مايو 2014). "وثائق نواة Linux: Documentation/networking/scaling.txt". kernel.org . تم الاسترجاع 16 نوفمبر، 2014 .
^ "ملخص منتج عائلة Intel Ethernet Controller i210" (PDF) . Intel . 2012 . تم الاسترجاع في 16 نوفمبر 2014 .
^ "نظرة من الداخل: Intel Ethernet" (PDF) . إطلاق Xeon E5 v3 (Grantley) . Intel . 27 نوفمبر 2014. مؤرشف من الأصل (PDF) في 26 مارس 2015. تم الاسترجاع في 26 مارس 2015 .
^ "Linux kernel documentation: Documentation/networking/ixgbe.txt". kernel.org . 15 ديسمبر 2014 . تم الاسترجاع في 26 مارس 2015 .
^ "Intel Ethernet Flow Director". Intel . 16 فبراير 2015. تم الاسترجاع في 26 مارس 2015 .
^ "مقدمة إلى Intel Ethernet Flow Director وأداء Memcached" (PDF) . Intel . 14 أكتوبر 2014 . تم الاسترجاع في 11 أكتوبر 2015 .
^ Patrick Kutch; Brian Johnson; Greg Rose (سبتمبر 2011). "مقدمة إلى تقسيم المنافذ المرنة من Intel باستخدام تقنية SR-IOV" (PDF) . Intel . تم الاسترجاع في 24 سبتمبر 2015 .
^ جوناثان كوربيت (1 أغسطس 2007). "Large Receive Offload". LWN.net . تم الاسترجاع في 2 مايو 2015 .
^ "حلول عالية الأداء للأمن السيبراني". الموجة الجديدة للتصميم والتحقق . الموجة الجديدة للتصميم والتحقق.
^ تيموثي بريكيت مورجان (2012-02-08). "Solarflare يحول محولات الشبكة إلى خوادم: عندما لا تكون وحدة المعالجة المركزية سريعة بما يكفي". The Register . تم الاسترجاع في 2014-05-08 .
^ "OpenOnload". openonload.org . 2013-12-03 . تم الاسترجاع في 2014-05-08 .
^ ستيف بوب؛ ديفيد ريدوتش (2008-03-21). "OpenOnload: مجموعة شبكات على مستوى المستخدم" (PDF) . openonload.org . تم الاسترجاع في 2014-05-08 .

روابط خارجية

"واجهة الشبكة المادية". مايكروسوفت.
"أسماء واجهة الشبكة المتوقعة". Freedesktop.org .
واجهات الشبكة متعددة الطوابير مع SMP على Linux

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[6] على الرغم من وجود تقنيات شبكات أخرى، إلا أن تقنية Ethernet ( IEEE 802.3 ) وWi-Fi ( IEEE 802.11 ) حققت انتشارًا واسعًا كتقنيات شبكات LAN منذ منتصف تسعينيات القرن العشرين.

[1] "إعداد سرعة المنفذ ووضع الدوبلكس". docs.ruckuswireless.com . تم الاسترجاع في 2020-09-25 .

[2] Admin, Arista (2020-04-23). "القسم 11.2: معايير Ethernet - Arista". Arista Networks . تم الاسترجاع في 2020-09-28 .

[Dell-3] "تحسين قابلية التوسع من خلال تقسيم بطاقة واجهة الشبكة" (PDF) . Dell . أبريل 2011. تم الاسترجاع في 12 مايو 2014 .

[4] "واجهة الشبكة المادية". مايكروسوفت . 7 يناير 2009.

[networking_01-5] Posey, Brien M. (2006). "أساسيات الشبكات: الجزء الأول - أجهزة الشبكات". Windowsnetworking.com . TechGenix Ltd . تم الاسترجاع في 2012-06-09 .

[7] جيم أوريلي (2014-01-22). "هل سيكون عام 2014 هو عام 10 جيجابت إيثرنت؟". الحوسبة الشبكية . تم الاسترجاع في 2015-04-29 .

[8] "كسر حدود السرعة مع ASRock X99 WS-E/10G وشبكات LAN من نوع Intel 10G BASE-T". asrock.com . 24 نوفمبر 2014 . تم الاسترجاع في 19 مايو 2015 .

[9] جون سافيل (12 نوفمبر 2000). "كيف يمكنني تغيير عنوان MAC لبطاقة محول الشبكة؟" . تم الاسترجاع في 2023-11-06 .

[10] "Intel 82574 Gigabit Ethernet Controller Family Datasheet" (PDF) . Intel . يونيو 2014. ص. 1 . تم الاسترجاع في 16 نوفمبر 2014 .

[linux-net-scaling-11] اي بي سي توم هربرت. ويليم دي بروين (9 مايو 2014). "وثائق نواة Linux: Documentation/networking/scaling.txt". kernel.org . تم الاسترجاع 16 نوفمبر، 2014 .

[12] "ملخص منتج عائلة Intel Ethernet Controller i210" (PDF) . Intel . 2012 . تم الاسترجاع في 16 نوفمبر 2014 .

[intel-grantley-13] "نظرة من الداخل: Intel Ethernet" (PDF) . إطلاق Xeon E5 v3 (Grantley) . Intel . 27 نوفمبر 2014. مؤرشف من الأصل (PDF) في 26 مارس 2015. تم الاسترجاع في 26 مارس 2015 .

[14] "Linux kernel documentation: Documentation/networking/ixgbe.txt". kernel.org . 15 ديسمبر 2014 . تم الاسترجاع في 26 مارس 2015 .

[15] "Intel Ethernet Flow Director". Intel . 16 فبراير 2015. تم الاسترجاع في 26 مارس 2015 .

[16] "مقدمة إلى Intel Ethernet Flow Director وأداء Memcached" (PDF) . Intel . 14 أكتوبر 2014 . تم الاسترجاع في 11 أكتوبر 2015 .

[17] Patrick Kutch; Brian Johnson; Greg Rose (سبتمبر 2011). "مقدمة إلى تقسيم المنافذ المرنة من Intel باستخدام تقنية SR-IOV" (PDF) . Intel . تم الاسترجاع في 24 سبتمبر 2015 .

[18] جوناثان كوربيت (1 أغسطس 2007). "Large Receive Offload". LWN.net . تم الاسترجاع في 2 مايو 2015 .

[19] "حلول عالية الأداء للأمن السيبراني". الموجة الجديدة للتصميم والتحقق . الموجة الجديدة للتصميم والتحقق.

[20] تيموثي بريكيت مورجان (2012-02-08). "Solarflare يحول محولات الشبكة إلى خوادم: عندما لا تكون وحدة المعالجة المركزية سريعة بما يكفي". The Register . تم الاسترجاع في 2014-05-08 .

[21] "OpenOnload". openonload.org . 2013-12-03 . تم الاسترجاع في 2014-05-08 .

[22] ستيف بوب؛ ديفيد ريدوتش (2008-03-21). "OpenOnload: مجموعة شبكات على مستوى المستخدم" (PDF) . openonload.org . تم الاسترجاع في 2014-05-08 .