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Redes Básico – Parte VII

 

1.7 – A Placa de Rede

 

Placas de rede ou NICs (Network Interface Cards) como são popularmente conhecidas, atuam como a interface física entre os computadores e o cabo da rede.

 

São instaladas nos slots de expansão de cada computador ou servidor.

 

Após a NIC ter sido instalada, o cabo da rede é ligado a uma de suas portas. Ela tem as seguintes funções:

 

» Preparar dados do computador para o cabo da rede.

 

» Enviar os dados para outro computador.

 

» Controlar o fluxo de dados entre o computador e o sistema de cabeamento.

 

» Receber os dados vindos do cabo e traduzi-los em bytes para ser entendido pelo computador.

 

Figura 1.41 – Uma placa de rede

 

1.7.1 – Preparando os Dados

 

Os dados em um computador são transportados de forma paralela por meio de barramentos. Ou seja, quando dizemos que o computador possui um barramento de 32 bits, isso significa que 32 bits podem ser enviados juntos de uma só vez. Pense em barramentos como uma via expressa, no caso acima, de 32 pistas com 32 carros viajando através dela ao mesmo tempo. Porém os dados em um cabo de rede, não viajam na forma paralela e sim na forma serial. É como uma fila de bits. Somente para fazer uma comparação com caso citado acima, é como se tivéssemos uma fila com os mesmos 32 carros. Essa conversão da forma paralela para a forma serial, será feita pela placa de rede. Ela faz a conversão de sinais digitais em sinais elétricos ou óticos e vice-versa para transmitir e receber dados através do cabo respectivamente.

 

Figura 1.42 -  Placa de rede efetuando a conversão de dados.

 

1.7.1.1 – Endereços de rede

 

Cada placa de rede possui uma identificação que permite ser distinguidas das demais na rede. Essa identificação é um endereço de 32 bits, comumente chamado de endereço MAC. Esse endereço é único para cada placa e conseqüentemente para cada computador.  O IEEE designou blocos de endereços para cada fabricante de NIC e os fabricantes por sua vez gravaram esses mesmos endereços nas suas placas.  O resultado disso, é que o endereço MAC de cada placa é único no mundo.

 

A placa de rede também participa de diversas outras funções na tarefa de levar os dados do computador para o cabo da rede.

 

» Para que seja possível mover os dados do computador para a NIC, o computador reserva parte de seu espaço de memória para a NIC, se a mesma usar DMA.

 

» A NIC requisita os dados do computador

 

» Os dados são movidos da memória do computador para a NIC

 

As vezes os dados se movem mais rápido no barramento ou no cabo do que a NIC pode manipulá-los. Quando isso ocorre, parte dos dados são armazenados no buffer da NIC, que nada mais que uma porção reservada de memória RAM. Lá, eles são mantidos temporariamente durante a transmissão e recepção de dados.

 

1.7.2 – Enviando e Controlando Dados

 

Antes do envio de dados sobre o cabo, a NIC se comunica com a NIC receptora de modo que ambas possam concordar com as seguintes questões:

 

» O tamanho máximo do grupo de dados a ser enviado

 

» A quantidade de dados a ser enviada, antes da confirmação de recepção ser dada.

 

» O intervalo de tempo entre o envio do bloco de dados

 

» O intervalo de tempo para esperar pelo envio de confirmação

 

» A quantidade de dados que cada placa pode manipular

 

» A velocidade de transmissão dos dados

 

Se uma NIC se comunica com outra mais antiga, ambas necessitam negociar a velocidade de transmissão que cada uma pode acomodar. Normalmente a velocidade de transmissão é setado para a velocidade da NIC mais lenta.

 

1.7.3 – Selecionando o Transceiver

 

Para que a NIC possa ser usada ela deve ser configurada. Há 15 anos atrás, essa configuração era manual, em algumas NICs por software, em outras por hardware através de dip-switches ou jumpers localizados na própria NIC. Nos casos de configuração por software, a NIC acompanhava um disquete que possuía um software de configuração. Normalmente os seguintes parâmetros deveriam ser configurados:

 

» IRQ

 

» Porta a ser usada

 

IRQ – É a interrupção  que seria usada pela placa para se comunicar com o computador. O IRQ usado não poderia estar em uso por qualquer outro dispositivo de entrada e saída no micro. Era muito comum o uso de softwares para mapear as IRQs usadas e livres no computador.

 

Portas – As placas vinham normalmente com 3 portas ou transceivers para possibilitar a ligação do cabo de rede na placa. Uma porta BNC para cabo coaxial, uma porta RJ-45 para cabo par trançado e uma porta AUI ou DIX. Era preciso configurar qual o tipo de porta que seria usada de acordo com o tipo de cabeamento.

 

Hoje em dia, com micros mais modernos, nada disso é mais necessário. Tudo é feito automaticamente, basta instalar o driver da placa e plugar o cabo de rede a ela, para que a mesma já possa estar operando. Porém, se houver alguma necessidade de configuração, isso pode ser feito através do próprio sistema operacional do computador. Devido ao uso cada vez menor de cabos coaxiais, a maior parte das placas do mercado não possui mais o transceiver BNC nem o AUI, é o caso das placas fabricadas pela 3COM, considerada a melhor placa de rede do mercado.

 

Figura 1.43 – Placa antiga com dip-switch

 

Figura 1.44 – Placa mostrando os transceivers

 

1.7.4 – Performance da Rede

 

NICs tem uma influência significativa na performance de uma rede inteira. Se a NIC é lenta, dados não viajarão pela rede rapidamente. Em uma rede barramento em que nenhuma NIC pode enviar dados antes que o meio esteja livre, uma NIC lenta aumentará o tempo de espera e conseqüentemente afetará a performance da rede.

 

Apesar de todas as NICs estarem inseridos nos padrões e especificações mínimos, algumas delas possuem características avançadas que melhoram a performance do cliente, do servidor e da rede em si.

 

A movimentação dos dados através da placa pode ser agilizada pela incorporação dos seguintes fatores.

 

DMA (Acesso direto a memória) – Com esse método, o computador move os dados diretamente da memória da NIC para a memória do computador, sem ocupar o microprocessador para isso.

 

Memória compartilhada do adaptador – Neste método a NIC contém uma RAM que compartilha com o computador. O computador identifica essa memória como sendo parte da sua própria

 

Memória compartilhada do sistema -  O processador da NIC seleciona uma porção da memória do computador, e a usa para processar dados

 

Bus mastering – Neste método, a NIC temporariamente é quem controla o barramento do computador, poupando a CPU de mover os dados diretamente para a memória do sistema. Isso agiliza as operações no computador liberando o processador para lidar com outras tarefas. Adaptadores que usam esse método são mais caros, mas eles podem melhorar a performance da rede de 20 a 70%. Adaptadores EISA e PCI oferecem bus mastering

 

Microprocessador on-board – Com um microprocessador, a NIC não necessita do computador para ajudar a processar dados. Isso agiliza as operações na rede.

 

Servidores devem ser equipados com as NICs de maior qualidade e alta performance possível, pelo fato deles manipularem a grande quantidade de tráfego em uma rede.

 

Estações podem usar NICs mais baratas, porque suas principais atividades estão voltadas para as aplicações e não para manipulação de tráfego.

 

Logo, não é difícil concluir que instalar uma rede é bem mais do que comprar qualquer tipo de cabo e qualquer NIC. Observando se a NIC que vai ser adquirida possui essas características, garantirá uma boa performance na sua rede  e certamente te livrará de muitas dores de cabeça. Como, a maioria das NICs hoje em dia é PCI, talvez você não precise se preocupar com esses fatores, mas prefira sempre as mais caras.

 

Lembre-se, economizar dinheiro na compra de uma NIC de boa qualidade, pode fazer com que você gaste muito mais no futuro com consultoria, quando a rede apresentar lentidão excessiva. Evite também misturar NICs na rede de velocidades diferentes, isso causará lentidão na sua rede quando NICs de 100 Mbps forem se comunicar com NIcs de 10 Mbps por exemplo. Evite também usar micros muito antigos na sua rede, o barramento do computador e a velocidade do processador, tem influência na performance da rede, como vimos.

 

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