C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

77

Rozdział 5.

Karty sieciowe: sprzętowe
„serce”
sieci LAN

υ

Instalacja karty w komputerze.

υ

We wnętrzu peceta.

υ

Dodatkowe opcje kart sieciowych.

υ

Karty sieciowe dla PC.

υ

Ważne ogniwo.

Wbudowane możliwości sieciowe

Każdy z liczących się producentów komputerów sprzedaje pecety
z wewnętrznymi kartami sieciowymi. Hewlett-Packard i niektóre inne
firmy oferują modele z kartami sieciowymi zintegrowanymi z płytą
główną, jednak większość kart sieciowych wciąż przeznaczona jest do in-
stalacji w złączu rozszerzeń.

Przedmiotem niniejszego rozdziału jest fizyczna strona sieci lokalnych. Aby podłą-
czyć komputer do sieci LAN niezbędny jest niewielki element sprzętowy: karta sie-
ciowa, która ma podstawowe znaczenie i wymaga rozpatrzenia wielu opcji.

W następnym rozdziale podążymy „ścieżką” kabli sieciowych, które łączą komputery
w sieci LAN i dowiemy się, jak wysyłane są sygnały za pomocą światła. Informacje
te zostały zorganizowane w sposób, który ma pomóc w zakupie najlepszych kart
i wyborze najbardziej odpowiednich systemów okablowania dla danej instalacji.
W kolejnych rozdziałach poznamy okablowanie i systemy sygnalizacji używane

78

Sieci komputerowe dla każdego

78

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

w sieciach Ethernet i Token-Ring. Jednak w tym rozdziale przedstawiono szczegóło-
wy opis elementów i części używanych we wszystkich tych systemach.

Niskonapięciowe sygnały elektryczne, które reprezentują dane w postaci cyfrowej
przesyłane są wewnątrz komputera poprzez 8, 16, 32 lub 64 równoległe przewody,
nazywane zbiorczo

magistralami danych

. Magistrale danych przenoszą sygnały

pomiędzy procesorem, pamięcią RAM i urządzeniami wejścia-wyjścia, takimi jak
porty szeregowe, równoległe i USB (Universal Serial Bus), znajdującymi się na
płycie głównej.

Karta sieciowa

, zwana także

kartą adaptera LAN

lub

kartą interfejsu sieciowego

(Network Interface Card – NIC) instalowana jest w złączu rozszerzeń lub na płycie
głównej (systemowej) komputera PC (patrz rysunek 5.1). Karta ta przekształca ni-
skonapięciowe, równoległe sygnały przesyłane z magistrali danych w szybki stru-
mień elektrycznych zer i jedynek przesyłanych szeregowo kablem łączącym stacje
w sieci.

Rysunek 5.1.
Karta sieciowa
dokonuje konwersji
niskonapięciowego
strumienia danych
równoległych z
komputera na
mocniejszy strumień
danych szeregowych
w kablu sieciowym i
odwrotnie. Do
sterowania transmisją
danych w kablu
sieciowym karta
sieciowa używa
protokołów
sterowania z
dostępem do
nośników.

Idea wprowadzenia do komputera specjalnego adaptera umożliwiającego komuni-
kację z urządzeniami znajdującymi się na zewnątrz komputera nie jest niczym no-
wym. W pierwszych komputerach osobistych połączenia z portami szeregowymi
i równoległymi zawsze były realizowane za pomocą kupowanych osobno kart ad-
apterów. Na początku lat 80. firmy, takie jak Zenith i Tandy zaczęły seryjnie wbu-
dowywać porty szeregowe i równoległe do swoich komputerów, aby podnieść ich
wartość.

Szeroka akceptacja portów szeregowych konfigurowanych zgodnie ze standardem
IEEE RS-232C oraz portów szeregowych zgodnych ze standardem wprowadzonym
przez firmę Centronics, zachęciła producentów do seryjnego montażu tych portów
w komputerach PC. Projektanci wiedzieli bowiem, że te standardowe porty będą
kompatybilne z wieloma różnymi produktami, takimi jak modemy czy drukarki.
Najnowszą opcją połączeniową montowaną na płytach pecetów są porty USB.

Rozdział 5.

♦ Karty sieciowe: sprzętowe „serce” sieci LAN

79

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

79

Rozwiązanie to zostanie omówione osobno z uwagi na swój wielki potencjał w za-
kresie połączeń sieciowych, zarówno lokalnych, jak i dalekiego zasięgu.

Jak zlokalizować USB?

Jeśli nie wiadomo, czy dany PC ma port USB, należy obejrzeć tylny pa-
nel. Jeśli jest tam coś na kształt dwóch szczelin na drobne monety i sym-
bol podobny do „wisienek” na wrzutowym automacie do gry, to jest to
właśnie port USB. Należy jednak pamiętać, że do połączenia dowolnego
sprzętu z interfejsem USB potrzebne są specjalne kable.

Terminy

Ethernet

i

Token-Ring

pojawiły się już wielokrotnie w tej książce. Jeszcze

kilka lat wstecz każdy z nich dotyczył rodziny produktów obejmującej określony
typ okablowania, złączy, sieciowego oprogramowania komunikacyjnego i kart sie-
ciowych.

Obecnie produkty z tych rodzin ewoluowały poza pierwotne definicje. W praktyce
terminy te odnoszą się obecnie do technik używanych przez karty sieciowe do
wspólnego użytkowania okablowania sieci LAN – czyli protokołów sterowania do-
stępem do nośnika (MAC) – oraz do typu sygnałów wysyłanych przez okablowa-
nie. Wybór karty sieciowej determinuje jednocześnie wybór sterowania dostępem
do nośnika i parametrów wysyłanych sygnałów.

Do kabli wrócimy w podrozdziale „Kable sieciowe” w rozdziale 6

.

Rozdział 7. zawiera szereg szczegółów na temat typów okablowania i sy-
gnalizacji.

Instalacja karty w komputerze

Chociaż większa część książki jest poświęcona zagadnieniom związanym z kablami
i zewnętrznymi połączeniami w sieci lokalnej, najważniejsze połączenia sieciowe
znajdują się wewnątrz komputera.

Najlepsze systemy okablowania i sygnalizacji nie przydadzą się na wiele, jeśli dane
nie będą się dość szybko poruszać pomiędzy kartą sieciową a resztą komputera.
W szczególności dotyczy to komputera działającego w sieci jako serwer plików lub
serwer komunikacyjny.

Wąskie gardło

na serwerze spowalnia całą sieć. Może nim

być oprogramowanie, które integruje kartę sieciową z komputerem lub wymiana
sygnałów elektrycznych pomiędzy kartą a komputerem.

W nowych sieciach tylko Ethernet

Jest oczywiste, że bitwę o sieci LAN wygrał Ethernet. Kiedy Autor zasią-

80

Sieci komputerowe dla każdego

80

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

dzie do spisania historii sieci komputerowych – Token-Ring, ARCnet, a
nawet ATM w zastosowaniach lokalnych, znajdą się
w niej tylko w przypisach. Wszystkie nowe instalacje sieci lokalnych po-
winny opierać się na Ethernecie. Jednak nie można zignorować faktu, że
wielu potencjalnych Czytelników wciąż używa „starych” systemów To-
ken-Ring i ARCnet, które działają całkiem nieźle. Dlatego technologie te
zostały również wyczerpująco opisane w tej książce. Czytelnicy zaintere-
sowani wyłącznie Ethernetem mogą potraktować wszystko, co z nim nie-
związane, jako ciekawostki historyczne.

Karta sieciowa ma dwa rodzaje złącz: złącza magistrali rozszerzeń i złącza od stro-
ny kabla sieciowego. Złącza obu rodzajów mogą występować w kilku odmianach,
które trzeba pokrótce omówić, aby następnie wybrać najlepszą kombinację dla po-
siadanego komputera.

Sterowniki

Testy przeprowadzone przez Autora w dziale LAN Labs PC Magazine jasno poka-
zały, jak ważna jest rola sterownika karty sieciowej, czyli niewielkiego programu,
który musi być zainstalowany na każdym komputerze z kartą sieciową.

Sterownik

(driver) to program, który umożliwia współpracę karty z resztą sprzętu komputera
i z określonym systemem operacyjnym. To sterowniki umożliwiają przesyłanie da-
nych pomiędzy komputerem a karta sieciową. W szczególności do nich należy od-
czyt i zapis danych w buforach sprzętowych. Sterowniki implementują również
określone protokoły, które stanowią element procesu komunikacji w sieci.

Wybierając kartę sieciową, należy mieć na uwadze zgodność z fizyczną charaktery-
styką sprzętu komputera, zgodność z systemem operacyjnym i zgodność z charakte-
rystyką sieci. Nie jest to może wielki problem w przypadku Windows 95/98, ale to
trzypoziomowe dopasowanie w przypadku Windows 3.x, Uniksa lub niektórych in-
nych systemów operacyjnych może stanowić prawdziwe wyzwanie.

Firmy produkujące sprzęt i oprogramowanie prezentują kilka różnych podejść
w celu uzyskania zgodności karty sieciowej z systemem operacyjnym. Microsoft
i 3Com opracowały wspólnie specyfikację NDIS (Network Development Interface
Specification) z nadzieją, że wszyscy pozostali ją zaadoptują dla własnych produk-
tów. Jeśli producent kart sieciowych dostarcza ze swoimi wyrobami dyskietkę ze
sterownikami NDIS, karty te powinny działać w każdym systemie operacyjnym
zgodnym z tą specyfikacją. Plan Microsoftu w dużej mierze się powiódł i do więk-
szości kart sieciowych dostępne są sterowniki NDIS. Ponadto Microsoft dołączył
sterowniki NDIS dla kilkunastu popularnych modeli kart sieciowych do swojego
systemu operacyjnego Windows.

Z kolei Novell opracował interfejs kart sieciowych ODI (Open Data-Link Interfa-
ce), który na poziomie ogólnej koncepcji jest podobny do NDIS. Jednak interfejs
ten nie jest tak popularny, jak NDIS, ponadto Microsoft stworzył specyfikację
NDIS III, która jest zgodna z ODI.

Rozdział 5.

♦ Karty sieciowe: sprzętowe „serce” sieci LAN

81

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

81

Kłopoty? Zdobądź nowy sterownik!

Eksperci od sieci najczęściej radzą sobie z problemami, zdobywając naj-
nowsze sterowniki do posiadanych kart sieciowych.

Aktualizacja sterowników odbywa się z niezwykłą częstotliwością, gdyż
wiele nierozwiązanych i zagadkowych problemów można rozwiązać, po-
bierając nowy sterownik z serwisu WWW producenta. Trzeba się jednak
liczyć z tym, że instalacja nowego sterownika może również pociągnąć za
sobą nowe kłopoty!

NDIS a ODI

Podczas instalacji klienta systemu Novella na komputerze z systemem
Windows 95 lub 98, pojawia się komunikat z pytaniem o wymianę ste-
rowników NDIS Microsoftu na sterowniki ODI Novella. Oba te standar-
dy są obecnie bardzo do siebie zbliżone i jeśli to możliwe, lepiej
pozostawić w użyciu sterowniki Microsoft.

Niektórzy producenci – na przykład Standard Microsystems i Intel – próbują uzyskać
kompatybilność, dostarczając ze swoimi kartami dyskietkę pełną sterowników do
różnych sieciowych systemów operacyjnych. Inni – tak jak Artisoft i D-Link – pró-
bują odwrotnego podejścia: klonują oni sposób działania karty z możliwie szeroką
obsługą w różnych systemach (popularnej i zasłużonej karty NE2000 Novella), wyko-
rzystując istnienie dużej biblioteki istniejącego oprogramowania dla tych kart.

Kupując kartę sieciową należy upewnić się, że będzie ona współpracowała z używa-
nym systemem operacyjnym i będzie zgodna z architekturą magistrali posiadanego
komputera. Szczególną ostrożność należy zalecić użytkownikom którejś z wersji
Uniksa lub Linuksa. W tym przypadku przydatny jest interfejs zgodny ze specyfikacją
Packet Driver. Projektanci Uniksa akceptują interfejs Packet Driver, a wielu dostaw-
ców kart często dołącza do nich oprogramowanie zgodne z ta specyfikacją. Natomiast
ci, którzy planują używać systemu NetWare Novella, powinni sprawdzić, czy dla
karty – oprócz sterowników NDIS – dostępne są również sterowniki ODI.

Programiści używają różnych technik, tworząc sterowniki. Niektóre metody trans-
misji danych i dostępu do buforów pozwalają uzyskać nieco większe prędkości
transmisji danych pomiędzy kartą a pecetem. Niektórzy programiści tworzą mały
i wydajny kod, używając języków niskiego poziomu (asemblera), inni z kolei wy-
bierają łatwiejszą drogę i opracowują mniej wydajne sterowniki w C. Krótko mó-
wiąc, niektórzy programiści opracowują szybsze i bardziej niezawodne sterowniki
kart sieciowych, a firmy przeznaczają na opracowanie sterowników do swoich
urządzeń więcej zasobów.

Chociaż karty sieciowe różnych firm są pod wieloma względami podobne do siebie,
najbezpieczniej będzie kupić produkty markowe. Zwykle sterowniki dla takich kart

82

Sieci komputerowe dla każdego

82

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

przechodzą szersze testy i są również dołączane do pakietów instalacyjnych opro-
gramowania systemowego najbardziej liczących się dostawców.

Więcej informacji o sterownikach można znaleźć przy okazji omówienia
konkretnych systemów operacyjnych, które jest przedstawione w roz-
dziale 9.

Opcje wejścia-wyjścia

Istnieje kilka różnych technik komunikacji komputera z kartą sieciową poprzez ma-
gistralę danych. Aby wybór karty sieciowej był optymalny pod względem wydajno-
ści, poziomu złożoności i ceny, konieczne jest bliższe poznanie różnych opcji
wejścia-wyjścia.

Do przesyłania danych pomiędzy kartą sieciową a pamięcią RAM komputera kon-
struktorzy współczesnych kart używają jednej z czterech technik: programowalnych
układów wejścia-wyjścia (Progammed I/O – PIO), bezpośredniego dostępu do pa-
mięci (Direct Memory Access – DMA), pamięci wspólnej lub przejmowania magi-
strali DMA. Ale nie w każdym komputerze działają wszystkie te rozwiązania
interfejsów. Z tego powodu większość kart pozwala wybrać jedno z przynajmniej
dwóch rozwiązań. Poniżej – jako przygotowanie do zadania dopasowania karty sie-
ciowej do komputera – przedstawiono szczegóły dla czterech technik obsługi wej-
ścia-wyjścia.

Programowalne układy wejścia-wyjścia (PIO)

Technika PIO oferuje wydajną metodę przesyłania danych pomiędzy kartą sieciową
a komputerem. W technice tej wykorzystuje się specjalny procesor na karcie, który
steruje wspólnymi blokami pamięci o wielkości 8, 16 lub 32 kB. Procesor karty ko-
munikuje się z procesorem komputera poprzez te standardowe lokalizacje wejścia-
wyjścia.

Obydwa urządzenia szybko przesyłają dane, zapisując je i odczytując w tych sa-
mych blokach pamięci, które przypominają okno pomiędzy zapleczem kuchennym
a stołówką w barach szybkiej obsługi. Podobnie jak w barze – procesor po jednej ze
stron wspólnego okna sygnalizuje drugiemu obecność danych w oknie. W przypad-
ku techniki PIO sygnał ten nosi nazwę

I/O Ready

.

Technika PIO charakteryzuje się mniejszym wykorzystaniem pamięci niż inne
strategie transferu danych. Z tego powodu wiele starszych i popularnych kart sie-
ciowych, takich jak AE-2 Artisoftu, DE-250 firmy D-Link System oraz NE1000
i NE2000 Novella, używa jej jako podstawowego trybu pracy.

Rozdział 5.

♦ Karty sieciowe: sprzętowe „serce” sieci LAN

83

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

83

Bezpośredni dostęp do pamięci (DMA)

Wiele kart sieciowych komunikuje się z procesorem PC, posługując się techniką bez-
pośredniego dostępu do pamięci. Technika ta jest szczególnie użyteczna w przypadku
starszych, ale wciąż użytkowanych komputerów PC. Kiedy procesor PC odbiera żą-
danie DMA z karty sieciowej, przerywa inne operacje, aby obsłużyć transfer danych.

Pamięć wspólna

Metoda pamięci wspólnej została opracowana w celu przezwyciężenia pewnych
niedostatków technik PIO i DMA. Karta sieciowa w tej metodzie posiada pamięć,
do której procesor komputera ma bezpośredni dostęp z pełną prędkością bez cykli
oczekiwania. Takie karty dostępne są z interfejsem magistrali danych o szerokości
8 i 16 bitów, jednak karty 16-bitowe często powodują konflikty z innymi urządze-
niami wewnątrz komputera.

Pamięć wspólna umożliwia najszybszy transfer danych miedzy kartą a kompute-
rem, jednak instalacja odpowiedniej karty w komputerze obciążonym wieloma pa-
mięciochłonnymi urządzeniami, może być zadaniem mocno frustrującym. Bardzo
prawdopodobne są konflikty w dostępie do pamięci powstające wówczas, gdy karta
sieciowa i jakieś inne urządzenie będą próbowały jednocześnie skorzystać z tego
samego obszaru pamięci.

Przejmowanie magistrali

Przejmowanie magistrali (bus mastering) umożliwia przesyłanie danych pomiędzy
kartą a pamięcią komputera bez przerywania pracy procesora. Pracujące w tej tech-
nice adaptery przejmują kontrolę na magistralą danych i umożliwiają przesyłanie
danych bezpośrednio pomiędzy kartą sieciową i pamięcią RAM, podczas gdy pro-
cesor może w tym czasie wykonywać inne operacje. Wykorzystujące metodę
przejmowania magistrali karty sieciowe są obecnie szeroko dostępne i zazwyczaj są
zgodne z magistralą PCI, opisaną w następnej sekcji.

We wnętrzu peceta

Współczesne karty sieciowe są już w zasadzie urządzeniami powszechnego użytku.
W szczególności dzięki zaciętej konkurencji Intela i 3Com, produkty te wyewolu-
owały, osiągając wysoki poziom niezawodności i stając się szeroko dostępne. Nie-
zależnie od tego, trzeba jednak bliżej poznać niektóre różnice i opcje.

Struktura magistrali

Karty sieciowe muszą być dobrane do magistrali znajdującej się wewnątrz kompu-
tera. W większości sprzedawanych dzisiaj pecetów wykorzystywana jest architektu-
ra złączy rozszerzeń o nazwie

Peripheral Component Interconnect

(PCI), choć

84

Sieci komputerowe dla każdego

84

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

wciąż w użyciu są komputery ze złączami standardu

Industry Standard Architecture

(ISA). Ponadto w milionach komputerów na całym świecie używane są jeszcze inne
rozwiązania. Oto przegląd konfiguracji magistrali, z jakimi można się spotkać:

υ ISA

. Oryginalny komputer PC wykorzystywał magistralę ośmiobitową

(przez którą przesyłano 8 bitów jednocześnie) zwaną magistralą PC lub
XT. Wraz z komputerami PC AT z procesorem 286 magistralę poszerzono
do 16 bitów i przyjęto jako Standardową Architekturę Przemysłową (Indu-
stry Standard Architecture – ISA). Gniazda magistrali ISA mają złącza
o długości 5,5 cala (niecałe 14 cm – przyp. tłum.).

Karty ISA

Chociaż leżące gdzieś na półce karty ISA są przestarzałe, to jednak nie są
bezużyteczne. Komputery wykorzystywane do typowych zadań biuro-
wych – edycji tekstów i obsługi poczty elektronicznej – nie generują zbyt
wiele ruchu sieciowego. Do takich zastosowań karty sieciowe ISA wciąż
się świetnie nadają. Karty PCI należy przeznaczyć dla komputerów, na
których działają poważne aplikacje biznesowe
w rodzaju systemów obsługi zamówień lub gospodarki materiałowej.

Czy wyrzucić MCA?

Gdy tylko publicznie wyrazi się przypuszczenie, że wszystkie komputery
standardu PS/2 z architekturą Micro Chanel znajdują się już na złomowi-
sku, z pewnością znajdzie się ktoś, kto chciałby skonfigurować tuzin ta-
kich maszyn do korzystania z Internetu. Oto wskazówka: komputery te
mają porty szeregowe. Jeśli ktoś podejmie się stawić czoła temu wyzwa-
niu, powinien poczytać o wykorzystaniu karty Ethernetu w połączeniu z
portem równoległym.

υ Micro

Channel

. Kiedy IBM wprowadził linię komputerów PS/2, próbował

pozyskać klientów, wprowadzając szybką, 32-bitową magistralę Micro
Channel (MCA). Chcąc jednak połączyć w sieć stare maszyny PS/2 z gniaz-
dami rozszerzeń MCA, ciężko będzie znaleźć odpowiednie karty sieciowe.
Karty ISA i MCA znacznie się od siebie różnią.

υ EISA

. Aby zareagować na wprowadzenie architektury Micro Channel i roz-

szerzyć magistralę ISA z 16 do 32 bitów, grupa dostawców pod wodzą
Compaqa wprowadziła

Extended Industry Standard Architecture

(EISA).

Z magistralą EISA można używać kart EISA i ISA, jednak została ona cał-
kowicie wyparta przez magistralę PCI.

υ Local Bus

. Jest to opracowana przez stowarzyszenie VESA (Video Elec-

tronics Standard Association) koncepcja poprawionej magistrali danych,
która nie zdobyła szerokiej popularności. Jednak komputery z taką magi-
stralą mają również złącza w standardzie ISA, więc jeśli trzeba połączyć je
w sieć, można użyć kart sieciowych ISA.

Rozdział 5.

♦ Karty sieciowe: sprzętowe „serce” sieci LAN

85

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

85

PCI

PCI to 32/64-bitowa magistrala lokalna zaprojektowana przez Intela, używana
w komputerach PC i Macintosh. Do przesyłania danych wykorzystuje ona ścieżki
o szerokości 32 i 64 bity i umożliwia stosowanie techniki przejmowania magistrali.
Magistrala PCI umożliwia przesyłanie danych pomiędzy kartą sieciową a proceso-
rem komputera z prędkością 132 MB/s, może więc obsłużyć najszybsze karty sie-
ciowe, jakie chcielibyśmy zainstalować w pececie. Większość nowych komputerów
posiada trzy do czterech gniazd PCI i kilka gniazd ISA.

Niektórzy producenci oferują gniazdo uniwersalne, w którym można zainstalować
karty PCI lub ISA. Złącze PCI ma 3,75 cala (około 9,5 cm) długości. Magistrala PCI
obsługuje funkcję plug-and-play, umożliwiając automatyczną konfigurację karty PCI
po jej włożeniu do gniazda. W przypadku używania jednocześnie kart PCI i ISA,
trzeba podać programowi konfiguracyjnemu PCI dane o konfiguracji kart ISA.

Liczba urządzeń peryferyjnych, które może obsłużyć magistrala PCI zależy od
elektrycznego obciążenia magistrali. Obciążenie to zależy od induktancji, reaktancji
pojemnościowej i innych parametrów elektrycznych. Podstawowy zestaw układów
na karcie PCI wykorzystuje około 33 % dostępnej pojemności. Autor był świad-
kiem sytuacji, w których podłączenie czwartej karty PCI do maszyny z czterema
gniazdami PCI powodowało problemy w pracy systemu. Jeśli zatem instalacja
czwartej karty powoduje zawieszenie systemu, nie musi to oznaczać, że ta karta jest
wadliwa. Być może komputer nie jest w stanie obsłużyć czterech kart PCI.

Sbus

Firma Sun Microsystems w większości swoich firmowych stacji roboczych Sun
używa architektury o nazwie Sbus. Magistrala Sbus używa zegara taktującego
o częstotliwości 25 MHz i charakteryzuje się 32- lub 64-bitową obsługą danych.
Jednak obecnie Sun wprowadza systemy komputerowe oparte na PCI, więc przy-
szłość tej architektury przedstawia się obiecująco.

USB: Universal Serial Bus

Producenci tacy jak Gateway, Dell, Compaq i HP dostarczają komputery z portami
USB od początków roku 1997. Jednak początkowo było bardzo niewiele urządzeń
obsługujących ten interfejs, które można było podłączyć do portów USB. Niektóre
z najtańszych pecetów nie mają portów USB, a stają się one obecnie bardzo przy-
datne dla zastosowań sieciowych.

Mówiąc w skrócie – USB to magistrala o przepustowości 12 Mb/s przeznaczona dla
urządzeń peryferyjnych. Za pomocą jednego kabla mogą być przesyłane dane po-
między sto dwudziestoma siedmioma urządzeniami USB, bez żadnych zmartwień
o konflikty przerwań IRQ, kanałów DMA lub adresów pamięci. Magistrala USB

86

Sieci komputerowe dla każdego

86

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

ma specjalne kable i złącza, a porty USB są obsługiwane w systemie Windows po-
cząwszy od wersji 4.00950B. Więcej informacji od producentów urządzeń – a także
niewielki program do przetestowania portów USB – można znaleźć na stronie
www.usb.org

Zachwyty nad architekturą USB płyną głównie z rynku gier multimedialnych. USB
świetnie nadaje się do podłączania cyfrowych drążków sterowniczych i myszy
z siłowym sprzężeniem zwrotnym (force-feedback), napędów CD-ROM i nowych
monitorów cyfrowych. Podobnie jest z rynkiem grafiki komputerowej; USB po-
zwala wygodnie i wydajnie podłączać skanery i kamery cyfrowe. Podłączenie ska-
nera bez konieczności używania rozgałęźnika w porcie równoległym, gdzie jest
zwykle podłączona drukarka, poprawia ekonomię rozwiązania i redukuje poziom
komplikacji z punktu widzenia projektantów i użytkowników. Przyspieszenie i uła-
twienie przesyłania danych z kamery cyfrowej zwiększa atrakcyjność dla konsu-
mentów.

Jednym z ważnych zastosowań USB jest podłączanie – jak mówią neofici USB –

urządzeń tradycyjnych

(legacy devices), czyli kupionych jakiś czas temu urządzeń

z możliwością podłączenia do portu szeregowego lub równoległego. Kilka firm ofe-
ruje moduły USB z czterema szybkimi i buforowanymi portami szeregowymi na
końcu kabla USB. Przejściówka z portu USB na porty szeregowe to świetny sposób
na podłączenie do komputera grupy szybkich modemów ISDN lub analogowych.

USB jest doskonałym wyborem do połączeń ISDN, poprzez modem kablowy lub
linię DSL. Ponadto na rynku dostępnych jest wiele urządzeń pełniących rolę karty
sieciowej podłączanej do portu USB, które mogą przejąć rolę wewnętrznej karty
sieciowej w niektórych zastosowaniach.

Co interesujące – architektura USB umożliwia współużytkowanie urządzeń. Urzą-
dzenia, takie jak drukarki, skanery czy napędy CD-ROM mogą obsługiwać więcej
niż jeden komputer w zasięgu kabla nie dłuższego niż pięć metrów. W ten sposób
USB może być, jeśli nie alternatywą, to przynajmniej rozszerzeniem sieci Ethernet
w niewielkim biurze.

Na rysunku 5.2 pokazano adapter USB do sieci Ethernet. Należy jednak pamiętać,
że wspólna magistrala USB ma przepustowość 12 Mb/s, jeśli więc używa się dru-
karki podłączonej do portu USB, musi ona dzielić pasmo z ruchem sieciowym. Jed-
nak zwykle nie ma to większego znaczenia praktycznego.

Rysunek 5.2.
Adapter USB
do sieci Ethernet

Rozdział 5.

♦ Karty sieciowe: sprzętowe „serce” sieci LAN

87

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

87

Pokazany na rysunku 5.2 adapter USB firmy Linksys do sieci Ethernet podłącza się
z jednej strony do portu USB komputera a z drugiej do kabla sieciowego ze skrętki
nieekranowanej o prędkości transmisji 10 Mb/s. To wygodny sposób podłączenia
komputera do sieci, gdyż nie ma tu potrzeby otwierania obudowy peceta i martwie-
nia się o liczbę wolnych gniazd rozszerzeń.

Na rysunku 5.3 pokazano wieloportowy koncentrator USB firmy D-Link, który
umożliwia podłączenie do komputera większej liczby urządzeń USB. Komputer PC
ma dwa porty USB, ale jest bardzo prawdopodobne, że zostaną one szybko wyko-
rzystane. Pokazany na rysunku 5.3 wieloportowy koncentrator USB firmy D-Link
zwiększa liczbę portów dla dowolnych urządzeń USB, od adapterów sieci Ethernet
po skanery, drukarki, drążki sterownicze i telefony.

Rysunek 5.3.
Wieloportowy
koncentrator USB

Port USB to znacznie więcej niż multimedialny port gier, należy zatem uważać, aby
oszczędności przy zakupie peceta bez USB nie okazały się pozorne.

Więcej na temat ISDN można znaleźć w podrozdziale „ISDN” w rozdziale
12.

Modemom został poświęcony rozdział 15.

Zdalny dostęp, ważne zastosowanie systemów z wieloma modemami, opi-
sano w rozdziale 16.

Inteligentne I/O (I2O)

Kolejnym pożądanym atrybutem komputerów i kart sieciowych jest

port I2O

(Intelli-

gent I/O). I2O to wewnętrzna architektura, która poprzez zastosowanie specjalistycz-
nego sprzętu poprawia sposób współpracy komputerów i systemów operacyjnych
z urządzeniami sieciowymi, SCSI i innymi urządzeniami wejścia-wyjścia. Trzeba za-
uważyć, że komputery z portem I2O są droższe, więc potrzebny jest system operacyj-
ny obsługujący I2O i karty adapterów z tymi samymi możliwościami.

88

Sieci komputerowe dla każdego

88

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

Inicjatywie związanej z tą architekturą przewodzi Intel, który założył grupę o na-
zwie I2O Special Interest Group. Zrzesza ona firmy z branży systemów operacyj-
nych, serwerów i urządzeń peryferyjnych, które w swoich implementacjach stosują
się do ustanowionego przez I2O SIG standardu. Wszystkie elementy układanki

We/Wy (płyta główna, sieciowy system operacyjny, urządzenia peryferyjne i opro-
gramowanie) muszą ze sobą współpracować. Więcej informacji o grupie I2O moż-
na znaleźć na stronie www.i2osig.org.

Architektura I2O separuje od siebie moduły systemu operacyjnego, które obsługują
wejście-wyjście i moduły sprzętowe, wprowadzając między nie standardową war-
stwę komunikacyjną. Strona systemu operacyjnego warstwy programowej ma kilka
„klas” urządzeń (takich jak urządzenia pamięci masowej lub urządzenia sieciowe)
ze standardowymi definicjami interfejsów. Te standardowe interfejsy eliminują ko-
nieczność tworzenia lub uzyskiwania przez producentów systemów operacyjnych
sterowników do każdej wersji i modelu urządzenia.

Podobnie producenci sprzętu peryferyjnego opracowują niezależnie od systemu
operacyjnego własny kod wewnętrzny do komunikacji ze znanym interfejsem.
Oznacza to, że dostawcy kart sieciowych lub kontrolerów macierzy RAID mogą
tworzyć produkty komunikujące się tylko z jednym interfejsem, warstwą komuni-
kacyjną, ale ich produkty będą działać na wszystkich zgodnych z I2O wersjach
systemów NetWare, Unix czy Windows NT, bez żadnej dodatkowej pracy. Ponieważ
twórcy urządzeń nie muszą już pisać osobnych sterowników dla każdego systemu
operacyjnego, znacząco skraca się czas wprowadzenia nowych produktów na rynek.

Dodatkowa inwestycja w I2O podwyższa wydajność serwera. Taki serwer z kom-
patybilną z I2O płytą główną, systemem operacyjnym i urządzeniami peryferyjny-
mi może mieć od trzech do pięciu razy większą wydajność niż bez I2O, nawet przy
dużym obciążeniu. Innymi słowy – I2O przesuwa w górę krzywą przepustowości
i możliwości użytkowania. I2O jest ważną ideą również dlatego, że ułatwia pro-
jektowanie i marketing innowacyjnych urządzeń peryferyjnych.

Więcej informacji o systemach NetWare, Unix i Windows NT znajdzie
Czytelnik w rozdziale 8.

Dodatkowe opcje kart sieciowych

Oprócz fizycznej magistrali, odpowiednich sterowników i opcji związanych z ob-
sługą danych, są jeszcze inne ważne cechy kart sieciowych. Jedna z nich, która stała
się już niemal standardem wśród producentów kart sieciowych, to otwarte gniazdo
dla układu pamięci ROM (Read Only Memory) do zdalnego startu komputera.
Układ ten wymusza, aby stacja, w której jest zainstalowana karta pobrała pliki
startowe z serwera. Pecety z pamięcią ROM do zdalnego startu nie muszą mieć na-

Rozdział 5.

♦ Karty sieciowe: sprzętowe „serce” sieci LAN

89

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

89

pędu dyskietek ani dysku twardego. Bezdyskowe stacje sieciowe eliminują poten-
cjalne niebezpieczeństwo kradzieży danych lub programów przechowywanych na
dyskach, a ponadto koncepcja ta redukuje koszty i sprzyja zmniejszeniu wielkości
komputerów. (Idea tak zwanych „bezdyskowych stacji roboczych” znana z począt-
ku lat 90., powraca obecnie pod nazwą „uproszczony klient”.

Popularność standardowych interfejsów dla przeglądarek oraz początkowe za-
chwyty związane ze środowiskiem programistycznym Java przyczyniły się do po-
nownego odkrycia stacji bezdyskowych pod nową nazwą.)

Inną użyteczną cechą kart sieciowych są diody LED, które wskazują status działa-
nia, a także różne rodzaje złączy.

Co zrobić z AUI?

Można spotkać się z urządzeniami, na przykład z routerami, które mają tyl-
ko port AUI. W takim przypadku, do podłączenia routera z koncentratorem
potrzebny będzie transceiver. Firmy takie jak Allied Telesyn
(www.alliedtelesyn.com) oferują transceivery, które mogą łączyć port
AUI z różnymi rodzajami kabli światłowodowych i miedzianych.

Niektórzy mogą potrzebować karty z portem AUI (Attachment Unit Interface). Port
AUI służy do podłączania urządzenia zwanego

transceiverem

, które z kolei umoż-

liwia podłączenie grubego i cienkiego kabla koncentrycznego oraz światłowodów.
Niektóre firmy nazywają transceivery jednostkami MAU (Medium Attachment
Unit), jednak ten skrót ma również inne znaczenie. Karta z portem AUI zwiększa
elastyczność i potencjał zastosowań w sieciach z różnymi typami okablowania.
Karty te są nieco droższe, jednak dają większe możliwości połączeniowe.

Znaleźć miejsce w zapchanym pececie

Technologie takie jak USB i I2O pozwalają wyeliminować zagęszczenie i przecią-
żenie tam, gdzie zwykle karta sieciowa spotyka się pecetem. Standardy magistrali
PCI i plug-and-play wprowadzony z Windows już wcześniej zrobiły krok w tym
kierunku. Jednak dziesiątki milionów wciąż używanych komputerów i kart siecio-
wych nie mają PCI i bardziej współczesnych alternatyw połączeniowych. Przyj-
rzyjmy się bliżej niektórym sprawdzonym technikom instalacji kart sieciowych
w komputerze.

PC ma ograniczoną liczbę gniazd rozszerzeń, adresów pamięci, linii przerwań IRQ
i kanałów DMA. Karty wideo, porty myszy i inne urządzenia komunikacyjne zu-
żywają te zasoby. Tabela 5.1 przedstawia niektóre numery linii przerwań IRQ i ad-
resy wejścia-wyjścia używane przez standardowe urządzenia dla komputerów PC.
Te przerwania i adresy najczęściej zakłócają działanie kart sieciowych.

Tabela 5.1. Powszechnie używane linie przerwań i adresy pamięci

Linia przerwań (IRQ)

Pamięć

Urządzenie

90

Sieci komputerowe dla każdego

90

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

2

-

Wspólne z IRQ 9

3

2F8h

COM2

3

2E8h

COM4

4

3F8h

COM1

4

2E8h

COM3

5

3F0h

Niektóre kontrolery dysku twardego PC XT

5

278h

LPT2

6

3F0h

Kontroler napędu dyskietek

7

378h

LPT1

Podczas instalacji karty sieciowej najlepiej jest użyć domyślnych ustawień zaleca-
nych przez producenta. Są one dobrane tak, aby uniknąć potencjalnych konfliktów.

Jeśli karta nie działa z domyślnymi wartościami przerwania i adresy wejścia-wyjścia,
w instrukcji obsługi powinny być podane przynajmniej dwie alternatywy. W star-
szych kartach, zaprojektowanych dla standardowej magistrali rozszerzeń IBM PC AT
(magistrala ISA), do ustawienia wspólnego adresu w pamięci RAM oraz linii prze-
rwania używane były zworki nakładane na odpowiednie pary styków. W nowszych
kartach a szczególnie przeznaczonych dla magistrali PCI – zmianą wszystkich pa-
rametrów zajmują się specjalne programy konfiguracyjne dostarczane wraz z kartą
lub znajdujące się w systemie operacyjnym, takim jak Windows 95/98 lub Win-
dows NT.

Należy pamiętać o zmianie parametrów w sterowniku karty tak, aby były zgodne
z ustawieniami na karcie. Oprogramowanie nie „zobaczy” karty, jeśli nie będzie
wiedziało, gdzie jej szukać. Pierwszą zagadką instalacyjną, z którą można się ze-
tknąć to problem z przerwaniem IRQ3. We wszystkich pecetach przerwania tego
używa port COM2. Jednak wiele kart sieciowych ma to samo przerwanie ustawione
jako domyślne.

W większości komputerów stosuje się specjalne techniki elektryczne, aby uniknąć
konfliktów, jeśli tylko obydwa urządzenia nie wysyłają jednocześnie sygnałów, ko-
rzystając z tej samej linii przerwania. Oznacza to, że zwykle można używać karty
sieciowej z przerwaniem IRQ3, nawet jeśli w komputerze jest zainstalowany port
COM2, o ile tylko nie próbuje się jednocześnie używać tych dwóch urządzeń (na
przykład z drukarką szeregową lub modemem podłączonym do portu COM2).

Udokumentuj instalację!

Niektórzy profesjonalni instalatorzy uważają stosowane przez siebie tech-
niki eliminowania konfliktów przerwań i adresów pamięci za tajemnicę
zawodową. Jednak prawdziwa tajemnica tkwi w organizacji pracy. Mądry
administrator sieci rejestruje wszystkie przerwania i adresy wejścia-wyjścia
dla każdego komputera w sieci. Nie potrzeba do tego wymyślnej bazy da-
nych, wystarczy segregator i parę kartek. Mając pod ręką informacje o tych

Rozdział 5.

♦ Karty sieciowe: sprzętowe „serce” sieci LAN

91

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

91

parametrach dla każdej maszyny, można uniknąć frustracji i zaoszczędzić
wiele godzin podczas instalacji.

Wielu producentów komputerów umożliwia programowe albo sprzętowe wyłączenie

portu COM2, jednak nie ma w tym względzie obowiązującego standardu. Najlepiej

zapytać o odpowiednią metodę i zastosować ją bezpośrednio po zakupie nowego kom-

putera. Odpowiednio wcześnie zastosowana profilaktyka eliminuje problemy w przy-

szłości.

Ponieważ tak wiele komputerów wyposażonych jest w wewnętrzny port COM2,

często podczas instalacji karty sieciowej używa się przerwania IRQ5. Jednak prze-

rwania tego używają również kontrolery niektórych dysków twardych, co może

prowadzić do konfliktów, występujących w sposób pozornie przypadkowy. Prze-

rwania IRQ5 używa również port LPT2, wykorzystywany w wielu komputerach

pełniących rolę serwera wydruków.

Dla 8-bitowej karty sieciowej często skuteczny jest wybór przerwania IRQ2. Jed-

nak faktycznie przerwanie to jest obsługiwane przez przerwanie IRQ9, więc mogą

wystąpić konflikty z urządzeniami wykorzystującymi przerwania o wyższych nu-

merach. Konflikty przy przerwaniu IRQ2 zdarzają się często przy próbie dodania

wewnętrznego urządzenia do komputera, który do tej pory pracował prawidłowo

z kartą sieciową wykorzystującą to przerwanie.

Do prawidłowego działania karty należy jeszcze ustawić adres wejścia-wyjścia i nie-
kiedy osobny adres dla pamięci

auto-boot

ROM. Wiele kart używa z powodzeniem

adresów 2A0h i 300h. Pamięci auto-boot ROM używają wyższych adresów, ale mogą
popaść w konflikt z pamięcią ROM współczesnych kart graficznych. Testy przepro-
wadzone w LAN Labs PC Magazine pokazały, że w wielu komputerach problem
rozwiązuje użycie dla pamięci ROM adresu CC00h. Jednak wybór tego adresu nie
eliminuje w zupełności ryzyka wystąpienia konfliktów z kartą graficzną.

Jeśli instalowana karta wymaga określenia kanału DMA, należy spróbować wybrać
DMA3 jako kanał domyślny. We wszystkich komputerach kanał DMA2 jest uży-
wany przez napęd dyskietek, więc wybór tego kanału dla karty sieciowej powodo-
wałby wystąpienie konfliktu przy jednoczesnym korzystaniu z napędu i z sieci.

Zwykle konfiguracja karty sieciowej z wartościami domyślnymi w typowej stacji
roboczej nie powinna stwarzać problemów. Schody zaczynają się, gdy trzeba zain-
stalować kartę sieciową w pececie wyposażonym w specjalną kartę do połączeń
z systemem mainframe lub w kontroler napędów taśm. Urządzenia te (a także urzą-
dzenia w rodzaju dodatkowych kart urządzeń wskazujących) często mają domyślnie
ustawione te same wartości przerwań i adresów pamięci, co karty sieciowe. Niektó-
re konflikty są podstępne, nic się nie dzieje do czasu, kiedy jednocześnie spróbujemy
wykonać kopię archiwizacyjną na taśmie i przesłać pliki siecią. W takim przypadku
dla jednego z urządzeń, których dotyczy konflikt, należy zmienić ustawienia na prze-
rwanie IRQ5 i adres wejścia-wyjścia 320h.

Zmuszenie do współpracy kilku kart w specjalnych instalacjach jest często sprawą
doświadczenia i szczęścia. Dlatego wielu integratorów systemów zgadza się instalo-

92

Sieci komputerowe dla każdego

92

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

wać tylko takie urządzenia, których współpraca ze sobą jest gwarantowana. Rzemio-
sło związane z instalowaniem sieci lokalnych zawiera odrobinę sztuki, ale przede
wszystkim opiera się na umiejętnościach, określonych regułach postępowania i szero-
kich wytycznych wynikających z architektury PC, za którymi trzeba podążać.

Zewnętrzne karty sieciowe

Kartę sieciową umieszcza się zwykle w jednym z gniazd rozszerzeń peceta. Jednak

notebooki raczej nie mają standardowych gniazd rozszerzeń, a w niektórych kom-

puterach wszystkie gniazda mogą być zajęte przez najróżniejsze karty. Jeśli nie ma

już miejsca dla instalacji wewnętrznej karty sieciowej lub po prostu chce się unik-

nąć demontażu obudowy komputera, do połączenia peceta z siecią LAN można

użyć zewnętrznej karty sieciowej. Chociaż karty tego rodzaju mają zwykle mniej-

szą przepustowość niż karty wewnętrzne, ich parametry są najczęściej wystarczają-

ce dla 99 % typowych zadań klienckiej stacji sieciowej.

Kilka firm, w tym D-Link Systems i Xircom, sprzedaje zewnętrzne karty sieciowe,

które podłącza się do portu równoległego. Dzięki specjalnemu oprogramowaniu,

porty równoległe, które zazwyczaj są urządzeniami jednokierunkowymi, mogą pra-

cować dwukierunkowo. Na rysunku 5.4 pokazano popularną zewnętrzną kartę sie-

ciową firmy Xircom.

Rysunek 5.4.
Zewnętrzną
karta sieciowa
podłączana do portu
równoległego lub
karty rozszerzeń
(przydatna w
komputerach
przenośnych)

Xircom Corp., firma, która wprowadziła zewnętrzną kartę sieciową w 1989 r., oraz
Zenith Corp. opracowały wspólnie technologię szybkiego

portu równoległego EPP

(Enhanced Parallel Port), który może osiągnąć prędkość transmisji nawet do 2 MB
(w przybliżeniu 16 megabitów) na sekundę. Należy zwrócić uwagę, że z uwagi na
przesyłanie danych bajt po bajcie, prędkości tradycyjnych portów równoległych są
mierzone w bajtach na sekundę. Zatem osiągnięcie efektywnej transmisji rzędu me-
gabitów na sekundę jest imponujące.

Tajna broń – karta równoległa

Karta sieciowa podłączana do portu równoległego może być prawdziwą
tajną bronią administratora sieci. Jeśli trzeba zmienić konfigurację kom-
putera, zaktualizować oprogramowanie lub rozwiązać problem, prawie
zawsze można liczyć na to, że taka karta pozwoli na szybkie uzyskanie
połączenia sieciowego bez zbędnych kłopotów. Nie można niestety tego
powiedzieć o kartach wewnętrznych. Kartę podłączaną do portu równole-
głego można wykorzystać do uzyskania połączenia z serwerem instala-

Rozdział 5.

♦ Karty sieciowe: sprzętowe „serce” sieci LAN

93

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

93

cyjnym i pobrać z niego „czysty” system operacyjny lub oprogramowa-
nie. I po kłopocie.

Podłączenie karty z interfejsem EPP do starszego sprzętu umożliwia pracę z pręd-

kością około 30-50 kb/s, jednak podłączenie takiej karty do portu EPP pozwala na

przesyłanie danych z dużo większą prędkością. Jest oczywiste, że firma Xircom

potraktowała zwiększenie prędkości portu równoległego jako czynnik o znaczeniu

krytycznym dla zlikwidowania „wąskiego gardła”, które dławiło praktyczną prze-

pustowość zewnętrznych kart sieciowych do poziomu poniżej 1 MB/s i to zależnie

od typu i prędkości procesora.

Technologia EPP rozwinęła się w bardziej wszechstronny standard IEEE zwany

IEEE 1284. Standard ten stanowi specyfikację portu EEP oraz innego rodzaju por-

tu, obsługiwanego przez HP i Microsoft:

portu ECP

(Extended Capability Port).

Standard IEEE definiuje również kable i złącza które zwiększają prędkość portu

równoległego do 5 MB/s i zasięg kabla do około 10 m.

Porty EEP umożliwiają dokładną kontrolę danych w komunikacji interaktywnej

z urządzeniami w rodzaju kart sieciowych, napędów CD-ROM lub napędów taśm.

Z kolei porty ECP przesyłają dane w dużych blokach przez co są szczególnie uży-

teczne jako szybki interfejs dla skanerów i drukarek. Oba rodzaje portów są znacznie

bardziej przydatne niż proste porty równoległe dostępne w większości pecetów.

Karty PC

Znaczący wpływ na produkcję kart sieciowych, szczególnie dla komputerów przeno-

śnych, miał powstały w roku 1991 standard PCMCIA. Skrót

PCMCIA

pochodzi od

nazwy stowarzyszenia Personal Computer Memory Card International Association, a

standard PCMCIA opisuje kilka schematów połączeń dla modułów elektronicznych

wielkości kart kredytowych, zawierających karty sieciowe i inne urządzenia. Jednak

później stowarzyszenie zmieniło swoją nazwę i nazwę standardu na PC Card. O no-

wych produktach mówi się już, że są zgodne ze standardem PC Card, ale wśród użyt-

kowników wciąż mówi się o urządzeniach „

pcimcia

”.

Mniej więcej w tym czasie, kiedy nastąpiła zmiana nazwy, około roku 1995, stowa-

rzyszenie opracowało nowy standard pod nazwą

CardBus

. Ponieważ urządzenia

zgodne z CardBus są zasilane napięciem 3,3 V (poprzednio 5 V), sprzyjają dłuższej

żywotności baterii. Jednak kluczowa różnica polega na tym, że standard CardBus

pracuje z częstotliwością do 33 MHz i używa 32-bitowej magistrali (w poprzednich

specyfikacja magistrale były 8- i 16-bitowe). Standard CardBus jest rozszerzeniem

standardu PCI. Teoretyczna prędkość transmisji danych dla produktów CardBus

wynosi 132 Mb/s. Prawdopodobnie najlepsze zastosowanie tego standardu to ze-

wnętrzne urządzenia pamięci masowej, chociaż może on również być używany do

podłączenia szybkiego (100 Mb/s) Ethernetu.

Większość urządzeń sieci Ethernet 10Base-T może podtrzymać maksymalną prze-
pustowość na poziomie 6-7 Mb/s. Komputery PC o sporej mocy obliczeniowej
w sieci Fast Ethernet mogą uzyskać średnio 40 Mb/s. 16-bitowa karta PC Card daje

94

Sieci komputerowe dla każdego

94

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

maksymalnie 8 Mb/s w sieci Fast Ethernet. Natomiast karta CardBus pozwoli osią-
gnąć 40 Mb/s, więc jej zakup będzie rozsądny, o ile planuje się wykorzystanie
szybkiego Ethernetu, a port komputera jest zgodny ze standardem CardBus.

Obecnie jednak większość kart sieciowych i modemowych formatu karty kredyto-
wej jest zgodna ze standardem PC Card. Opisuje on fizyczny rozmiar tych urządzeń
oraz – co ważniejsze – ustanawia zasady współpracy tych urządzeń z komputerem.
Mając odpowiednie oprogramowanie tego interfejsu, można po prostu włożyć kartę
do gniazda i używać jej.

Standard PC Card opisuje trzy rozmiary kart. Wszystkie karty mają około 3,3 cala
(nieco ponad 8 cm) długości, 2,1 cala (trochę ponad 5 cm) szerokości i 68-stykowe
złącze na końcu. Karty sieciowe i modemy mają format karty typu II o grubości
niecałej jednej czwartej cala (około 0,6 cm). Karty typu III używane dla nowszych
kart uniwersalnych są nieco grubsze i w rezultacie mogą zająć miejsce dostępne dla
drugiej karty typu II.

Uwaga na port szeregowy CardBus

Minusem niektórych modemów CardBus jest to, że sterowniki przypisują
je do portu szeregowego COM5, aby skorzystać z większego zakresu ad-
resów wejścia-wyjścia niż w przypadku portów COM1-4. W większości
przypadków nie stanowi to problemu, jednak niektóre pakiety oprogra-
mowania komunikacyjnego (na przykład do łączenia się z komercyjnym
portalem internetowym) nie obsługują portu COM5. Przed zakupem mo-
demu CardBus należy zatem upewnić się, czy będzie on współpracował z
posiadanym oprogramowaniem.

Kluczowym wyróżnikiem kart jest ich fizyczna budowa oraz używane z nimi kable.
Z większością kart używa się osobnych połączeń kablowych (tak zwanych przej-
ściówek) zakończonych standardowym gniazdem telefonicznym lub sieciowym. Są
to zwykle kable firmowe producenta karty ze standardowym gniazdem RJ-11 lub
RJ-45 na jednym końcu. W niektórych kartach typu III, na przykład w karcie Real-
Port firmy Xircom, odpowiedni rozmiar pozwolił wbudować gniazdo telefoniczne
RJ-11 i gniazdo RJ-45 dla skrętki dwużyłowej bezpośrednio w kartę. W takim
przypadku nie trzeba się martwić o zapomniane/zgubione przejściówki. Potrzebny
jest tylko standardowy kabel telefoniczny lub sieciowy i można pracować.

Pomiędzy urządzeniami na kartach a komputerem pracują dwa poziomy interfejsu
programowego: usługi gniazd i usługi kart. Specyfikacja usług gniazd opisuje spo-
sób, w jaki gniazdo współpracuje z komputerem.

Oprogramowanie tego poziomu wykrywa włożenie karty PC Card do gniazda i jej
usunięcie, kiedy komputer jest włączony. Usługi gniazd są obecnie częścią syste-
mów operacyjnych z rodziny Windows.

Z kolei specyfikacja usług kart opisuje sposób współdziałania zasobów – takich jak
pamięć i przerwania – z urządzeniem i umożliwia programom z wyższych warstw –

Rozdział 5.

♦ Karty sieciowe: sprzętowe „serce” sieci LAN

95

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

95

na przykład readresatorowi – komunikowanie się z kartą PC Card. Teoretycznie
połączenie kart PC Card, programów usług kart i programów usług gniazd pozwala
na dołączanie i odłączanie urządzeń PC Card bez potrzeby wyłączania komputera.

Modemy PC Card są bardzo przydatne w podróży, równie praktyczne jest często
spotykane połączenie modemu i karty sieciowej na jednej karcie PC Card. General-
nie – technologia PC Card osiągnęła już pewne stadium dojrzałości i wykorzystują-
ce ją urządzenia pracują prawidłowo. Problemom można często zaradzić pobierając
ze strony WWW producenta zaktualizowany sterownik.

Poniżej wskazówki, które należy mieć na uwadze, wybierając urządzenia PC Card:

υ Wewnątrz

: Pod względem elektrycznym modemy PC Card są podobne do

wewnętrznych modemów ISA i kart sieciowych. Zadziwiające, że w pakie-
ciku wielkości karty kredytowej mieści się port szeregowy, procesor danych,
liniowe urządzenie nadawczo-odbiorcze i wiele innych niezbędnych części.
Zawieszony modem resetuje się wyciągając go z gniazda i wkładając z po-
wrotem.

Zasilanie urządzeń PC Card

Kiedy urządzenia PC Card nie są wykorzystywane, sterowniki przełą-
czają je w tryb oszczędzania. Jednak nawet wtedy zużywają one trochę
energii. Chcąc przedłużyć żywotność baterii – na przykład na czas prze-
lotu nad Atlantykiem – zbędne karty można wysunąć
z gniazd. Wystarczy wysunięcie na centymetr, aby przerwać kontakt
elektryczny i oszczędzić energię. Nie wolno jednak pozwolić, aby karty
wypadły na podłogę kabiny, bo podczas lądowania przesuną się o 42 rzę-
dy do przodu.

υ Na zewnątrz

: Jedyną widoczną częścią karty PC Card jest gniazdo kabla

telefonicznego lub sieciowego, a mimo to producenci konkurują nawet
i pod tym względem, różnicując swoje produkty sposobem dołączania ka-
bla. Niektóre firmy do podłączania kabla telefonicznego używają na przy-
kład gniazda X-Jack, które można wsunąć do karty, jeśli nie jest używane.
Inni wykorzystują specjalne zewnętrzne kable połączeniowe, jeśli jednak
zostaną one podłączone do niewłaściwego urządzenia, nie będzie można
nawiązać połączenia. Jednak te zewnętrzne kable są mocniejsze niż złącze
X-Jack i można je podłączyć bezpośrednio do gniazdka w ścianie.

υ Zasilanie

: Urządzenia PC Card są zasilane z baterii komputera. Modem

pobiera około 7 W, kiedy pracuje i tylko około 1 W w trybie uśpienia.
Karty sieciowe potrzebują zwykle nieco mniej mocy. Z grubsza rzecz bio-
rąc, modem PCMCIA ma około 10 do 30 % udziału w całkowitym zapo-
trzebowaniu na moc laptopa, więc korzystanie z modemów tego rodzaju
może znacząco ograniczyć czas pracy baterii.

Do zalet standardu PC Card należy również zaliczyć wygodny – zwłaszcza dla osób
nieprzepadających za pracami ręcznymi – bezbolesny sposób instalacji karty sie-

96

Sieci komputerowe dla każdego

96

C:\WINDOWS\Pulpit\Szymon\Sieci komputerowe dla każdego\05.doc

ciowej czy modemu. Ponadto – jak wynika z testów – przepustowość typowego
komputera biurowego lub laptopa nie zmniejsza się w związku z zastosowaniem
urządzeń PC Card. Chociaż urządzenie te są droższe niż ich odpowiedniki w posta-
ci wewnętrznych kart rozszerzeń – głównie z uwagi na wyższe koszty produkcji –
dobrze nadają się do pracy.

Ważne ogniwo

Trzeba mieć nadzieję, że zakup karty sieciowej nie będzie stanowił żadnego pro-
blemu, a jej instalacja zajmie nie więcej niż dwie minuty. Przynajmniej tak to po-
winno wyglądać, ale to ważne ogniwo może być najsłabsze w łańcuchu sieciowym.
Podsumowując – karty sieciowe przygotowują dane napływające z komputera do
transmisji poprzez kable sieciowe. Interfejs pomiędzy kartą a komputerem jest waż-
ny, ale to system okablowania przesyła dane szeregowe do nieprzyjaznego środowi-
ska zewnętrznego. W następnym rozdziale będzie mowa o kablach sieciowych.