Ethernet/Schnittstelle: Unterschied zwischen den Versionen

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Eine '''Netzwerkkarte''' ist ein Gerät zur Verbindung eines [[Computer]]s mit einem [[Lokales Netzwerk|lokalen Netzwerk]] zum Austausch von [[Daten]].
'''Ethernet-Schnittstelle''' - [[Port]] einer [[Ethernet-Netzwerkkarte]]


== Beschreibung ==
== Beschreibung ==
[[Datei:NIC-FA312.jpg|miniatur|250px|100-Mbit/s-PCI-Ethernet-Netzwerkkarte mit [[RJ-Steckverbindung|RJ45-Buchse]]]]
[[Datei:NIC-FA312.jpg|mini|100-Mbit/s-PCI-Ethernet-Netzwerkkarte mit [[RJ-Steckverbindung|RJ45-Buchse]]]]
Eine Netzwerkkarte ist ein Gerät zur Verbindung eines [[Computer]]s mit einem [[Computernetzwerk]] zum Austausch von [[Daten]]


Diese Funktion befand sich früher fast ausschließlich auf einer [[Steckkarte]] für einen Erweiterungs[[steckplatz]] und ist mittlerweile auf den meisten [[Hauptplatine]]n direkt integriert. Umgangssprachlich wird der Begriff auch für eine integrierte [[Netzwerkschnittstelle]] verwendet, die sich nicht auf einer separaten Steckkarte befindet.
Diese Funktion befand sich früher fast ausschließlich auf einer [[Steckkarte]] für einen Erweiterungs[[steckplatz]] und ist mittlerweile auf den meisten [[Hauptplatine]]n direkt integriert
* Umgangssprachlich wird der Begriff auch für eine integrierte [[Netzwerkschnittstelle]] verwendet, die sich nicht auf einer separaten Steckkarte befindet


Ihre primäre Aufgabe ist die Herstellung einer physikalischen Verbindung zum Netzwerk über ein geeignetes [[Zugriffsverfahren (Netzwerk)|Zugriffsverfahren]] (z. B. [[Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection|CSMA/CD]]) und die Implementierung der ersten oder auch zweiten [[OSI-Modell|OSI]]-Schicht (meist [[Ethernet]]).
Ihre primäre Aufgabe ist die Herstellung einer physikalischen Verbindung zum Netzwerk über ein geeignetes [[Zugriffsverfahren (Netzwerk)|Zugriffsverfahren]] (z. B. [[Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection|CSMA/CD]]) und die Implementierung der ersten oder auch zweiten [[OSI-Modell|OSI]]-Schicht (größtenteils [[Ethernet]])


== Was ist eine Netzwerkkarte? ==
; Was ist eine Netzwerkkarte?
* Erweiterungskarte für Computer
* Erweiterungskarte oder Onboard
* Evtl. Onboard
* Ermöglicht Verbindung zu einem Computernetzwerk
* Ermöglicht Verbindung zu einem Computernetzwerk.
* Bietet Anschlussmöglichkeit für Netzwerkkabel/-medium
* Bietet Anschlussmöglichkeit für Netzwerkkabel/-medium.
* Stellt eine Computeradresse zur Verfügung (Hardwareadresse)
* Stellt eine Computeradresse zur Verfügung (Hardwareadresse).


== Bezeichnungen für Netzwerkkarten ==
; Bezeichnungen für Netzwerkkarten


[[Datei:001.jpg|mini|'''Netzwerkadapter''']]
[[Datei:001.jpg|mini|Netzwerkadapter]]


* NIC
{| class="wikitable options"
* Netzwerkadapter  
|-
* Netzwerk-Contoller
! Bezeichnung !! Beschreibung
* Network Interface Card
|-
* Network Interface Controller
| NIC ||
|-
|| Netzwerkadapter ||
|-
| Netzwerk-Contoller ||
|-
| Network Interface Card ||
|-
| Network Interface Controller ||
|}


== Aufgaben einer Netzwerkkarte ==
=== Aufgaben einer Netzwerkkarte ===
* Anpassung von parallel verarbeiteten Daten in bitserielle Daten
{| class="wikitable options"
* Feststellen, ob der Übertragungskanal frei ist
|-
* Entdecken von Daten-Kollisionen
! Funktion !! Beschreibung
* Erzeugen von Signalen auf dem Übertragungsmedium
|-
| Anpassung von parallel verarbeiteten Daten in bitserielle Daten ||
|-
| Feststellen, ob der Übertragungskanal frei ist ||
|-
| Entdecken von [[Kollision]]en ||
|-
| Erzeugen von Signalen auf dem Übertragungsmedium ||
|}


== Erweiterte Funktionen ==
; Erweiterte Funktionen
{| class="wikitable sortable"
{| class="wikitable options big"
|-
|-
! Funktion !! Beschreibung
! Funktion !! Beschreibung
|-
|-
| Parallel tasking || gleichzeitiges Senden und Empfangen von Daten vom/zum Prozessor  
| Parallel tasking || Gleichzeitiges Senden und Empfangen von Daten vom/zum Prozessor
|-
|-
| Auto Negotiation || Automatische Anpassung der Geschwindigkeit an das Netzwerk
| Auto Negotiation || Automatische Anpassung der Geschwindigkeit an das Netzwerk
|-
|-
| Hot-Swap/Hot-Plug || Ausfallsicherheit, Austausch im laufenden Betrieb
| Hot-Swap/Hot-Plug || Ausfallsicherheit, Austausch im laufenden Betrieb
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| Prozessor || Protokollsoftware auf Netzwerk-Controller implementiert, um CPU zu entlasten
| Prozessor || Protokollsoftware auf Netzwerk-Controller implementiert, um CPU zu entlasten
|}
|}
== OSI-Einordnung ==
* NIC arbeiten auf OSI-Schicht 1: Netzzugang
* NIC-Treiber arbeiten auf OSI-Schicht 2a (MAC): Netzzugang
=== Aufgaben der Datensicherungsschicht ===
* unverfälschter Datentransport über einen einzelnen Übermietlungenabschnitt
* Aufteilung in Frames (Rahmen)
* Zerlegen der Frames in Bits
* Checksummenbildung (CRC: Cyclic Redundancy Check)
* Neuanforderung defekter Frames
* Daten-Flußsteuerung
=== Aufteilung des Data-Link-Layers ===
Logical Link Control (LLC): Netzprotokoll
* Flußkontrolle (s. Datenflußsteuerung)
* Definition des SAP(Service Access Point): Stelle, wo der Service  angeboten wird (identifiziert durch eine Adresse) für Schicht 3
Media Access Control: Medienzugriffssteuerung
* Kommunikation mit der Netzwerkkarte
* Steuerung des Sendevorgangs
* MAC-Adressierung der Frames
* Zugriffsverfahren (z.B. CSMA/CD): Medienzugriff in Netzwerken
* Netzwerkkartentreiber
=== MAC Layer ===
* '''M'''edia '''A'''ccess '''C'''ontrol: Medienzugriffssteuerung (s. Zugriffsverfahren) auf die Bitübertragungsschicht
==Aufgaben der Bitübertragungsschicht==
; Physical Layer
* Zuständig für den physikalischen Transport der digitalen Informationen
* Definiert den direkten Übertrag und Empfang einzelner Bit auf / von einem Medium
; Mechanisch
* z.B. Verbindungselemente
; Elektrisch
* z.B. Spannungspegel, Widerstand des Kabels, Zeitdauer von Spannungswechsel
; Funktional
* z.B. Taktgebung, Pin-Belegung
; Verfahrenstechnisch
* z.B. Übertragungsmodus (Halb-, Volldublex)


== Kartentypen ==
== Kartentypen ==
Netzwerkkarten bestehen auf der einen Seite aus einer Netzwerkschnittstelle, die für die jeweiligen Netzwerktypen bzw. die Netzwerkarchitektur ausgelegt ist, und auf der anderen Seite aus einer an die jeweilige Computerarchitektur angepasste [[Bus (Datenverarbeitung)|Bus]]-Schnittstelle. Seit einigen Jahren haben praktisch alle Computer die (kabelgebundene) Netzwerkfunktionalität bereits auf ihrer Hauptplatine und benötigen nur noch eine Netzwerkkarte, falls eine weitere, schnellere oder drahtlose Verbindung benötigt wird. Für drahtlose Netzwerke sind [[USB-Stick]]s oder [[PCI Express Mini Card]]s als Bauform üblicher als die traditionellen Einbaukarten.
Netzwerkkarten bestehen auf der einen Seite aus einer Netzwerkschnittstelle, die für die jeweiligen Netzwerktypen bzw. 
* die Netzwerkarchitektur ausgelegt ist, und auf der anderen Seite aus einer an die jeweilige Computerarchitektur angepasste [[Bus (Datenverarbeitung)|Bus]]-Schnittstelle
* Seit einigen Jahren haben praktisch alle Computer die (kabelgebundene) Netzwerkfunktionalität bereits auf ihrer Hauptplatine und benötigen nur noch eine Netzwerkkarte, falls eine weitere, schnellere oder drahtlose Verbindung benötigt wird
* Für drahtlose Netzwerke sind [[USB-Stick]]s oder [[PCI Express Mini Card]]s als Bauform üblicher als die traditionellen Einbaukarten


=== Netzwerktypen ===
=== Netzwerktypen ===
Anfang der 1980er-Jahre gab es noch viele konkurrierende Netzwerkarchitekturen und Netzwerkkartentypen, die größere Verbreitung hatten, insbesondere [[ARCNET]], [[Ethernet]], [[LocalTalk]] und [[Token Ring]].
Anfang der 1980er-Jahre gab es noch viele konkurrierende Netzwerkarchitekturen und Netzwerkkartentypen, die größere Verbreitung hatten, insbesondere [[ARCNET]], [[Ethernet]], [[LocalTalk]] und [[Token Ring]]


* ARCNET operierte mit einem [[Tokenweitergabe|Token-Passing-Verfahren]] bei 2,5 Mbit/s und arbeitete meist auf [[Koaxialkabel]] (RG-62) als Bus- oder Stern-[[Topologie (Rechnernetz)|Topologie]]. Es hatte bis 1985 deutliche Preisvorteile gegenüber Ethernet, daraus resultierten hohe Marktanteile. Durch das Token-Passing-Verfahren arbeitet ARCNET deterministisch, lässt sich daher in [[Echtzeitsystem]]en einsetzen, was mit dem nicht höchstlasttauglichen [[Switch (Computertechnik)|ungeswitchten]] Ethernet problematisch ist.
* ARCNET operierte mit einem [[Tokenweitergabe|Token-Passing-Verfahren]] bei 2,5 Mbit/s und arbeitete meist auf [[Koaxialkabel]] (RG-62) als Bus- oder Stern-[[Topologie (Rechnernetz)|Topologie]]
* Ethernet verwendete zunächst meist 10-Mbit/s-Karten, die meist über ein Koaxialkabel (RG-58; Thin- oder Thick-Wire) als Bus verbunden wurden. Bis 1985 waren diese Karten noch sehr teuer, mit den [[NE1000]]/[[NE2000]]-Modellen kam es zu einem Preisverfall. Ethernet ist heute das am weitesten verbreitete Verfahren. Viele der anfänglichen Nachteile, insbesondere die Probleme bei hoher Last, konnten durch verbesserte Techniken und Komponenten wie Switches weitestgehend eliminiert werden.
* Es hatte bis 1985 deutliche Preisvorteile gegenüber Ethernet, daraus resultierten hohe Marktanteile
* LocalTalk wurde fast ausschließlich von [[Apple]] eingesetzt, nutzte ein 232-kbit/s-Token-Passing-Verfahren über eine Zweidraht-Busverkabelung mit enger Anlehnung an die seriellen [[EIA-422|RS-422]]-Schnittstellen. Diese Art der Vernetzung war bei Apple-Rechnern sehr populär, denn von 1984 bis 1998 war diese Schnittstelle bei jedem Apple-Computer serienmäßig (ohne zusätzliche Einsteckkarte) vorhanden. Für PCs (auch [[Novell]] Netware-Server) gab es passende LokalTalk-Netzwerkkarten, meist in 8-[[Bit]]-[[Industry Standard Architecture|ISA]]-Bus-Ausführung.
* Durch das Token-Passing-Verfahren arbeitet ARCNET deterministisch, lässt sich daher in [[Echtzeitsystem]]en einsetzen, was mit dem nicht höchstlasttauglichen [[Switch (Computertechnik)|ungeswitchten]] Ethernet problematisch ist
* Token Ring wurde vorwiegend im [[IBM]]-Umfeld (Banken) genutzt, es arbeitete bei 4 Mbit/s oder 16 Mbit/s im Token-Passing-Verfahren und hatte eine Ring-Topologie.
* Ethernet verwendete zunächst meist 10-Mbit/s-Karten, die meist über ein Koaxialkabel (RG-58; Thin- oder Thick-Wire) als Bus verbunden wurden
* Bis 1985 waren diese Karten noch sehr teuer, mit den [[NE1000]]/[[NE2000]]-Modellen kam es zu einem Preisverfall
* Ethernet ist heute das am weitesten verbreitete Verfahren
* Viele der anfänglichen Nachteile, insbesondere die Probleme bei hoher Last, konnten durch verbesserte Techniken und Komponenten wie Switches weitestgehend eliminiert werden
* LocalTalk wurde fast ausschließlich von [[Apple]] eingesetzt, nutzte ein 232-kbit/s-Token-Passing-Verfahren über eine Zweidraht-Busverkabelung mit enger Anlehnung an die seriellen [[EIA-422|RS-422]]-Schnittstellen
* Diese Art der Vernetzung war bei Apple-Rechnern sehr populär, denn von 1984 bis 1998 war diese Schnittstelle bei jedem Apple-Computer serienmäßig (ohne zusätzliche Einsteckkarte) vorhanden
* Für PCs (auch [[Novell]] Netware-Server) gab es passende LokalTalk-Netzwerkkarten, meist in 8-[[Bit]]-[[Industry Standard Architecture|ISA]]-Bus-Ausführung
* Token Ring wurde vorwiegend im [[IBM]]-Umfeld (Banken) genutzt, es arbeitete bei 4 Mbit/s oder 16 Mbit/s im Token-Passing-Verfahren und hatte eine Ring-Topologie


Als 1995 der [[Fast Ethernet|Fast-Ethernet]]-Standard verabschiedet wurde, lichtete sich der Markt, und reine 10-Mbit/s-Ethernet-Karten wurden durch 10/100-Mbit/s-Karten ersetzt. Diese sind nicht mehr am stärksten verbreitet, da [[Ethernet#Gigabit-Ethernet|Gigabit-Ethernet]]-Karten (die ebenfalls 10/100-Mbit/s-kompatibel sind) deutliche Marktanteile gewinnen konnten.
Als 1995 der [[Fast Ethernet|Fast-Ethernet]]-Standard verabschiedet wurde, lichtete sich der Markt, und reine 10-Mbit/s-Ethernet-Karten wurden durch 10/100-Mbit/s-Karten ersetzt
* Diese sind nicht mehr am stärksten verbreitet, da [[Ethernet#Gigabit-Ethernet|Gigabit-Ethernet]]-Karten (die ebenfalls 10/100-Mbit/s-kompatibel sind) deutliche Marktanteile gewinnen konnten


Diese Karten werden über [[Twisted-Pair-Kabel]] mit [[RJ-Steckverbindung|RJ45]]-/8P8C-Steckern an einen [[Switch (Computertechnik)|Switch]] angeschlossen (früher auch an einen [[Hub (Netzwerk)|Hub]]) und bilden so ein ''lokales Netzwerk'' ([[Local Area Network|LAN]]).
Diese Karten werden über [[Twisted-Pair-Kabel]] mit [[RJ-Steckverbindung|RJ45]]-/8P8C-Steckern an einen [[Switch (Computertechnik)|Switch]] angeschlossen (früher auch an einen [[Hub (Netzwerk)|Hub]]) und bilden so ein ''lokales Netzwerk'' ([[Local Area Network|LAN]])


1000-Mbit/s-Netzwerkkarten werden meist über Twisted-Pair-Kabel mit RJ45-Steckern ([[1000BASE-T]]) verbunden, zunehmend aber auch per [[Glasfaser]] (z. B. [[1000BASE-SX]]). Glasfasern werden bei noch schnelleren Verbindungen immer häufiger verwendet und ab 25 Gbit/s fast ausschließlich.
1000-Mbit/s-Netzwerkkarten werden meist über Twisted-Pair-Kabel mit RJ45-Steckern ([[1000BASE-T]]) verbunden, zunehmend aber auch per [[Glasfaser]] (z. B. [[1000BASE-SX]])
* Glasfasern werden bei noch schnelleren Verbindungen immer häufiger verwendet und ab 25 Gbit/s fast ausschließlich


Netzwerkkarten für drahtlose Netzwerke ([[Wireless LAN]]) fanden zunächst hauptsächlich in mobilen Geräten wie z. B. [[Notebook]]s oder [[Personal Digital Assistant|PDAs]] Verwendung, werden aber zunehmend auch in Desktop-[[Personal Computer|PCs]] verbaut.
Netzwerkkarten für drahtlose Netzwerke ([[Wireless LAN]]) fanden zunächst hauptsächlich in mobilen Geräten wie z. B. [[Notebook]]s oder [[Personal Digital Assistant|PDAs]] Verwendung, werden aber zunehmend auch in Desktop-[[Personal Computer|PCs]] verbaut


=== Bussysteme ===
=== Bussysteme ===
Busseitig wechselten sich auch bei Netzwerkkarten verschiedene Standards ab. Nicht für alle Bussysteme gab es Netzwerkkarten, beispielsweise nicht für den [[Accelerated Graphics Port]] (AGP). Auch gab es eher exotische Konstruktionen über den [[Small Computer System Interface|SCSI-Bus]] oder über Druckerschnittstellen, wobei letztere eine Zeitlang bei Notebooks zum Einsatz kamen. Im [[UNIX]]-Bereich, bei [[Workstation]]s und [[Server]]n, genauso wie bei [[Großrechner]]n gab es zahlreiche herstellerspezifische Bussysteme, die auch für Netzwerkkarten genutzt wurden. Hier eine Übersicht über für Netzwerkkarten typische Bus-Systeme:
; Busseitig wechselten sich auch bei Netzwerkkarten verschiedene Standards ab
* Nicht für alle Bussysteme gab es Netzwerkkarten, beispielsweise nicht für den [[Accelerated Graphics Port]] (AGP)
* Auch gab es eher exotische Konstruktionen über den [[Small Computer System Interface|SCSI-Bus]] oder über Druckerschnittstellen, wobei letztere eine Zeitlang bei Notebooks zum Einsatz kamen
* Im [[UNIX]]-Bereich, bei [[Workstation]]s und [[Server]]n, genauso wie bei [[Großrechner]]n gab es zahlreiche herstellerspezifische Bussysteme, die auch für Netzwerkkarten genutzt wurden


* '''[[Industry Standard Architecture|ISA]]:''' Um 1980, anfangs dominierten in PCs Netzwerkkarten mit der weit verbreiteten ISA-Bus-Schnittstelle, zunächst in 8-[[Bit]]-Technik ([[XT-Bus-Architektur]]) (z. B. [[NE1000]]) später in 16-Bit-Ausführung (z. B. [[NE2000]])
siehe [[Bussysteme]]
* '''[[Personal Computer Memory Card International Association|PCMCIA]]''' bzw. '''PC-Card:''' Diese Schnittstelle wurde vorwiegend bei Notebooks eingesetzt, vereinfachend gesagt handelt es sich um eine miniaturisierte ISA-Schnittstelle.
* '''[[VESA Local Bus]]:''' Kurzlebiger Standard in der ersten Hälfte der 1990er Jahre, entwickelt zur schnelleren Anbindung von Steckkarten.
* '''[[NuBus]]:''' Ab 1980, eine bei [[Apple Computer]] und [[NeXT Computer]] verbreitete Schnittstelle.
* '''[[Micro Channel Architecture|MCA]]:''' Ein ab 1987 von IBM als Nachfolger von ISA propagiertes Bus-System. Ein gescheiterter Versuch, einen nicht kompatiblen und nicht offenen, aber verbesserten Bus einzuführen.
* '''[[Extended Industry Standard Architecture|EISA]]:''' Ein Ende der 1980er von allen außer IBM als Nachfolger des ISA-Bus propagiertes Bus-System. Eine kompatible ISA-Bus-Erweiterung für 32-Bit-Transfer per in Linie verlängerter Kontaktleiste. EISA kam vor allem bei Workstations und Servern zum Einsatz.
* '''[[Peripheral Component Interconnect|PCI]]:''' Um 1990, der tatsächliche Nachfolger der ISA-Bus-Architektur. Als offener Standard ersetzte er auch den EISA-Bus und wurde darüber hinaus zur Ablösung verschiedener proprietärer Bus-Systeme eingesetzt. Beispielsweise löste PCI bei [[Apple Computer]] den NUBUS ab, bei [[Hewlett-Packard]] den GSC/HSC und den HP-PB, sowie bei [[IBM]] den MCA.
* '''[[USB]]''' ist sowohl bei Desktop-Computern als auch bei Laptops extrem verbreitet und erlaubt die einfache Nutzung per [[Plug and Play]], insbesondere mit [[WLAN]] sehr beliebt.
* '''[[PCI-Express]]''' löste ab 2004 den PCI-Bus und den für Grafikkarten populären [[Accelerated Graphics Port|AGP]] ab.
* '''[[ExpressCard]]:''' Auf PCI-Express x1 basierende Notebookschnittstelle
* '''Onboard:''' Seit den frühen 2000er Jahren haben fast alle Rechner-[[Hauptplatine]]n fest eingebaute LAN-Schnittstellen, dedizierte Steckkarten sind somit meist nicht mehr nötig. Oft kommen die gleichen elektronischen Bausteine zum Einsatz, lediglich die Steckverbindungen fehlen, oft ist auch der [[Controller (Hardware)|Controller]] im [[Chipsatz]] integriert. Von der Treibersoftware werden diese Chips wie Einsteckkarten behandelt (z. B. gibt es meist eine PCI-Schnittstelle, die angesteuert/programmiert wird).


=== Bilder ===
=== Bilder ===
<gallery perrow="6">
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Datei:ISA TokenRing NIC.jpg|Madge ISA-Token-Ring-Netzwerkkarte (4/16 Mbit/s)
Datei:ISA TokenRing NIC.jpg|Madge ISA-Token-Ring-Netzwerkkarte (4/16 Mbit/s)
Datei:Ne1000.jpg|10 MBit/s XT-Ethernet-Netzwerkkarte mit RG58-Buchse und 15-pol. SUB-D-Buchse ([[Attachment Unit Interface|AUI]])
Datei:Ne1000.jpg|10 MBit/s XT-Ethernet-Netzwerkkarte mit RG58-Buchse und 15-pol.&nbsp;SUB-D-Buchse ([[Attachment Unit Interface|AUI]])
Datei:Ethernetkarte SK-Net Jet.jpg|10 Mbit/s Legacy-ISA-Ethernet-Netzwerkkarte mit RG58-Buchse
Datei:Ethernetkarte SK-Net Jet.jpg|10 Mbit/s Legacy-ISA-Ethernet-Netzwerkkarte mit RG58-Buchse
Datei:EISA network card.jpg|EISA Netzwerkkarte mit RG58- und 15-pol. SUB-D-Buchse (AUI)
Datei:EISA network card.jpg|EISA Netzwerkkarte mit RG58- und 15-pol.&nbsp;SUB-D-Buchse (AUI)
Datei:EtherLinkIII ubt.jpg|10 MBit/s ISA-PnP-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse, RG58-Buchse und 15-pol. SUB-D-Buchse
Datei:EtherLinkIII ubt.jpg|10 MBit/s ISA-PnP-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse, RG58-Buchse und 15-pol.&nbsp;SUB-D-Buchse
Datei:MCA NIC IBM 83X9648.jpg|MCA-Netzwerkkarte mit RG58-Buchse
Datei:MCA NIC IBM 83X9648.jpg|MCA-Netzwerkkarte mit RG58-Buchse
Datei:LC-PDS-Ethernet-Card.jpg|NuBus-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse
Datei:LC-PDS-Ethernet-Card.jpg|NuBus-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse
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[[Datei:004.jpg| '''PCI TP CARD''']]
[[Datei:004.jpg| PCI TP CARD]]


[[Datei:005.jpg | '''USB-Netzwerkkarten''']]
[[Datei:005.jpg | USB-Netzwerkkarten]]


[[Datei:003.jpg | '''Server-Netzwerkkarten''']]
[[Datei:003.jpg | Server-Netzwerkkarten]]


[[Datei:002.jpg | '''MSA-Standard''']]
[[Datei:002.jpg | MSA-Standard]]


== Ausstattung ==
Eine gängige Netzwerkkarte besitzt nur einen [[Ethernet]]-Anschluss, spezielle Ausführungen auch mehrere (bis zu vier). Der Preis einer preisgünstigen Standard-Netzwerkkarte ist von mehreren 100&nbsp;EUR (1990, 10&nbsp;Mbit/s) auf derzeit (2020) etwa 5–20&nbsp;EUR (1000&nbsp;Mbit/s) gefallen. Höherwertige Netzwerkkarten (mit besserem Datendurchsatz, geringerer [[CPU-Last]], besserer Ausstattung) kosten je nach Ausführung bis zu 100&nbsp;EUR, sehr spezielle Karten (z.&nbsp;B. mit mehreren unabhängigen Anschlüssen) auch darüber. Seit Ende 2003 befinden sich bei vielen neuen PCs bereits Gigabit-Ethernet-Anschlüsse auf der Hauptplatine.


Jede Ethernet-Netzwerkkarte besitzt eine weltweit eindeutige [[MAC-Adresse]], die vom Hersteller vergeben wird. Allerdings gibt es auch Treiber, die es erlauben, die MAC-Adresse per Software temporär zu ändern, wodurch [[Netzwerksicherheit|Sicherheitsprobleme]] in einem [[Local Area Network|LAN]] entstehen können.
== Installation ==
== Anwendungen ==
== Anwendungen ==
=== Booten vom Netzwerk ===
=== Booten vom Netzwerk ===
Viele Netzwerkkarten haben einen Sockel für ein sogenanntes [[Booten|Boot]]-[[Programmable Read-Only Memory|PROM]] (auch Boot-ROM genannt). Dieser Speicherbaustein wird in den Adressbereich des Rechners eingeblendet und erlaubt den Start des Rechners aus dem Netzwerk, ohne einen lokalen (in den Rechner eingebauten oder direkt angeschlossenen) Massenspeicher, wie z.&nbsp;B. eine Festplatte. Verschiedene Computerarchitekturen (Apple, PC), Betriebssysteme sowie verschiedene Netzwerk-Umgebungen ([[IPX/SPX]], [[TCP/IP]]) erfordern unterschiedliche Boot-Programme, so dass es dem Anwender überlassen bleibt, die Netzwerkkarte mit einem PROM (oder [[Erasable Programmable Read-Only Memory|EPROM]]) mit dem jeweils passenden Boot-Programm zu bestücken. Der klassische Weg für PCs ist ein sogenanntes Novell-Boot-PROM für den Einsatz mit [[Novell Netware]] und Novells eigenem Netzwerkprotokoll. Modernere, auf TCP/IP aufsetzende Konzepte sind z.&nbsp;B. Intels [[Preboot Execution Environment|PXE]] und die quelloffenen und kostenlosen Lösungen [[Etherboot]] und Netboot.
siehe [[Booten vom Netzwerk]]


Alle Ansätze haben eines gemeinsam: Das Programm im Boot-PROM wird gestartet und klinkt sich in den weiteren Boot-Vorgang ein. Irgendwann, entweder vor oder nach der Suche nach einem startfähigen lokalen Medium, wird das Boot-PROM wieder aktiviert und lädt über das Netzwerk ein Betriebssystem nach. Üblicherweise geschieht das in kleinen Schritten, zunächst ein Hilfsprogramm mit erweiterten Netzwerkfunktionen, dann größere Teile des Betriebssystems. Schließlich wird die Kontrolle an das Betriebssystem übergeben, das dann in der Regel weitere Netzwerkdienste in Anspruch nimmt.
Manche Netzwerkkarten haben statt des Sockels ein direkt im Chipsatz der Netzwerkkarte integriertes, umprogrammierbares [[EEPROM]], das mit einem Hilfsprogramm mit verschiedenen Boot-Programmen geladen werden kann, so dass ein Öffnen des Rechners entfällt. [[Hauptplatine]]n mit integriertem Netzwerkadapter, genauso wie viele [[UNIX]]-[[Workstation]]s, nutzen einen Teil des ohnehin vorhandenen System-EEPROMs (mit der System-[[Firmware]]: u.&nbsp;a. [[BIOS]], [[Open Firmware]], [[Unified Extensible Firmware Interface|UEFI]]) als Boot-PROM, auch hier kann in der Regel mit einem Hilfsprogramm ein beliebiges Boot-Programm eingespielt werden oder der Hersteller gibt fest [[Bootstrap Protocol|BOOTP]] oder [[Preboot Execution Environment|PXE]] vor. Aus Kostengründen verzichten insbesondere Hersteller von Billigprodukten oft auf den Sockel für das Boot-PROM. Außerhalb der PC-Welt ist das Starten aus dem Netzwerk oft ein Teil des fest installierten Startprogramms, z.&nbsp;B. bei vielen Sun-Maschinen und modernen Macintosh-Systemen. Allerdings wird dabei meist nur eine spezielle, vom Hersteller zertifizierte, Auswahl von Netzwerkadaptern unterstützt.
Alle moderneren [[Apple]]-Computer können von einem Rechner booten, auf dem die Server-Variante von [[macOS Server|macOS]] läuft.
=== Fehlerbehebung ===
== Syntax ==
=== Optionen ===
=== Parameter ===
=== Umgebungsvariablen ===
=== Exit-Status ===
== Konfiguration ==
== Konfiguration ==
=== Dateien ===
=== Dateien ===
== Sicherheit ==
== Sicherheit ==
== Dokumentation ==
=== RFC ===
=== Man-Pages ===
=== Info-Pages ===
== Siehe auch ==
== Links ==
=== Projekt-Homepage ===
=== Weblinks ===
=== Einzelnachweise ===
<references />
== Testfragen ==
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''Testfrage 1''
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''Testfrage 2''
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''Testfrage 3''
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''Testfrage 4''
<div class="mw-collapsible-content">'''Antwort4'''</div>
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''Testfrage 5''
<div class="mw-collapsible-content">'''Antwort5'''</div>
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[[Kategorie:Entwurf]]
= TMP =
= Installation =
= Konfiguration =
== Dateien ==
= Anwendung =
= Sicherheit =
= Dokumentation =
== RFC ==
== Man-Pages ==
== Info-Pages ==
== Projekt-Homepage ==


= Links =
== Siehe auch ==
== Siehe auch ==
# [[PCI-Bus]]
# [[PCI-Bus]]
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# [[Ethernet]]
# [[Ethernet]]


== Einzelnachweise ==
=== Links ===
<references />
==== Weblinks ====
 
# https://de.wikipedia.org/wiki/Autonegotiation
= Testfragen =
# https://de.wikipedia.org/wiki/Hot_Swapping
<div class="toccolours mw-collapsible mw-collapsed">
# https://de.wikipedia.org/wiki/Lastverteilung_(Informatik)
''Testfrage 1''
# https://de.wikipedia.org/wiki/Datenflusssteuerung
<div class="mw-collapsible-content">'''Antwort1'''</div>
# https://de.wikipedia.org/wiki/Logical_Link_Control
</div>
# https://de.wikipedia.org/wiki/Media_Access_Control
<div class="toccolours mw-collapsible mw-collapsed">
# https://de.wikipedia.org/wiki/Zugriffsverfahren_(Netzwerk)
''Testfrage 2''
<div class="mw-collapsible-content">'''Antwort2'''</div>
</div>
<div class="toccolours mw-collapsible mw-collapsed">
''Testfrage 3''
<div class="mw-collapsible-content">'''Antwort3'''</div>
</div>
<div class="toccolours mw-collapsible mw-collapsed">
''Testfrage 4''
<div class="mw-collapsible-content">'''Antwort4'''</div>
</div>
<div class="toccolours mw-collapsible mw-collapsed">
''Testfrage 5''
<div class="mw-collapsible-content">'''Antwort5'''</div>
</div>
 
[[Kategorie:OSI:01]]
 


[[Kategorie:Netzwerkgerät]]
[[Kategorie:Netzwerkkarte]]
[[Kategorie:Steckkarte]]

Aktuelle Version vom 9. November 2024, 13:10 Uhr

Ethernet-Schnittstelle - Port einer Ethernet-Netzwerkkarte

Beschreibung

100-Mbit/s-PCI-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse

Eine Netzwerkkarte ist ein Gerät zur Verbindung eines Computers mit einem Computernetzwerk zum Austausch von Daten

Diese Funktion befand sich früher fast ausschließlich auf einer Steckkarte für einen Erweiterungssteckplatz und ist mittlerweile auf den meisten Hauptplatinen direkt integriert

  • Umgangssprachlich wird der Begriff auch für eine integrierte Netzwerkschnittstelle verwendet, die sich nicht auf einer separaten Steckkarte befindet

Ihre primäre Aufgabe ist die Herstellung einer physikalischen Verbindung zum Netzwerk über ein geeignetes Zugriffsverfahren (z. B. CSMA/CD) und die Implementierung der ersten oder auch zweiten OSI-Schicht (größtenteils Ethernet)

Was ist eine Netzwerkkarte?
  • Erweiterungskarte oder Onboard
  • Ermöglicht Verbindung zu einem Computernetzwerk
  • Bietet Anschlussmöglichkeit für Netzwerkkabel/-medium
  • Stellt eine Computeradresse zur Verfügung (Hardwareadresse)
Bezeichnungen für Netzwerkkarten
Netzwerkadapter
Bezeichnung Beschreibung
NIC
Netzwerkadapter
Netzwerk-Contoller
Network Interface Card
Network Interface Controller

Aufgaben einer Netzwerkkarte

Funktion Beschreibung
Anpassung von parallel verarbeiteten Daten in bitserielle Daten
Feststellen, ob der Übertragungskanal frei ist
Entdecken von Kollisionen
Erzeugen von Signalen auf dem Übertragungsmedium
Erweiterte Funktionen
Funktion Beschreibung
Parallel tasking Gleichzeitiges Senden und Empfangen von Daten vom/zum Prozessor
Auto Negotiation Automatische Anpassung der Geschwindigkeit an das Netzwerk
Hot-Swap/Hot-Plug Ausfallsicherheit, Austausch im laufenden Betrieb
Load balancing Lastenverteilung auf mehrere Netzwerkkarten
Prozessor Protokollsoftware auf Netzwerk-Controller implementiert, um CPU zu entlasten

Kartentypen

Netzwerkkarten bestehen auf der einen Seite aus einer Netzwerkschnittstelle, die für die jeweiligen Netzwerktypen bzw. 

  • die Netzwerkarchitektur ausgelegt ist, und auf der anderen Seite aus einer an die jeweilige Computerarchitektur angepasste Bus-Schnittstelle
  • Seit einigen Jahren haben praktisch alle Computer die (kabelgebundene) Netzwerkfunktionalität bereits auf ihrer Hauptplatine und benötigen nur noch eine Netzwerkkarte, falls eine weitere, schnellere oder drahtlose Verbindung benötigt wird
  • Für drahtlose Netzwerke sind USB-Sticks oder PCI Express Mini Cards als Bauform üblicher als die traditionellen Einbaukarten

Netzwerktypen

Anfang der 1980er-Jahre gab es noch viele konkurrierende Netzwerkarchitekturen und Netzwerkkartentypen, die größere Verbreitung hatten, insbesondere ARCNET, Ethernet, LocalTalk und Token Ring

  • ARCNET operierte mit einem Token-Passing-Verfahren bei 2,5 Mbit/s und arbeitete meist auf Koaxialkabel (RG-62) als Bus- oder Stern-Topologie
  • Es hatte bis 1985 deutliche Preisvorteile gegenüber Ethernet, daraus resultierten hohe Marktanteile
  • Durch das Token-Passing-Verfahren arbeitet ARCNET deterministisch, lässt sich daher in Echtzeitsystemen einsetzen, was mit dem nicht höchstlasttauglichen ungeswitchten Ethernet problematisch ist
  • Ethernet verwendete zunächst meist 10-Mbit/s-Karten, die meist über ein Koaxialkabel (RG-58; Thin- oder Thick-Wire) als Bus verbunden wurden
  • Bis 1985 waren diese Karten noch sehr teuer, mit den NE1000/NE2000-Modellen kam es zu einem Preisverfall
  • Ethernet ist heute das am weitesten verbreitete Verfahren
  • Viele der anfänglichen Nachteile, insbesondere die Probleme bei hoher Last, konnten durch verbesserte Techniken und Komponenten wie Switches weitestgehend eliminiert werden
  • LocalTalk wurde fast ausschließlich von Apple eingesetzt, nutzte ein 232-kbit/s-Token-Passing-Verfahren über eine Zweidraht-Busverkabelung mit enger Anlehnung an die seriellen RS-422-Schnittstellen
  • Diese Art der Vernetzung war bei Apple-Rechnern sehr populär, denn von 1984 bis 1998 war diese Schnittstelle bei jedem Apple-Computer serienmäßig (ohne zusätzliche Einsteckkarte) vorhanden
  • Für PCs (auch Novell Netware-Server) gab es passende LokalTalk-Netzwerkkarten, meist in 8-Bit-ISA-Bus-Ausführung
  • Token Ring wurde vorwiegend im IBM-Umfeld (Banken) genutzt, es arbeitete bei 4 Mbit/s oder 16 Mbit/s im Token-Passing-Verfahren und hatte eine Ring-Topologie

Als 1995 der Fast-Ethernet-Standard verabschiedet wurde, lichtete sich der Markt, und reine 10-Mbit/s-Ethernet-Karten wurden durch 10/100-Mbit/s-Karten ersetzt

  • Diese sind nicht mehr am stärksten verbreitet, da Gigabit-Ethernet-Karten (die ebenfalls 10/100-Mbit/s-kompatibel sind) deutliche Marktanteile gewinnen konnten

Diese Karten werden über Twisted-Pair-Kabel mit RJ45-/8P8C-Steckern an einen Switch angeschlossen (früher auch an einen Hub) und bilden so ein lokales Netzwerk (LAN)

1000-Mbit/s-Netzwerkkarten werden meist über Twisted-Pair-Kabel mit RJ45-Steckern (1000BASE-T) verbunden, zunehmend aber auch per Glasfaser (z. B. 1000BASE-SX)

  • Glasfasern werden bei noch schnelleren Verbindungen immer häufiger verwendet und ab 25 Gbit/s fast ausschließlich

Netzwerkkarten für drahtlose Netzwerke (Wireless LAN) fanden zunächst hauptsächlich in mobilen Geräten wie z. B. Notebooks oder PDAs Verwendung, werden aber zunehmend auch in Desktop-PCs verbaut

Bussysteme

Busseitig wechselten sich auch bei Netzwerkkarten verschiedene Standards ab
  • Nicht für alle Bussysteme gab es Netzwerkkarten, beispielsweise nicht für den Accelerated Graphics Port (AGP)
  • Auch gab es eher exotische Konstruktionen über den SCSI-Bus oder über Druckerschnittstellen, wobei letztere eine Zeitlang bei Notebooks zum Einsatz kamen
  • Im UNIX-Bereich, bei Workstations und Servern, genauso wie bei Großrechnern gab es zahlreiche herstellerspezifische Bussysteme, die auch für Netzwerkkarten genutzt wurden

siehe Bussysteme

Bilder

  • Madge ISA-Token-Ring-Netzwerkkarte (4/16 Mbit/s)
    Madge ISA-Token-Ring-Netzwerkkarte (4/16 Mbit/s)
  • 10 MBit/s XT-Ethernet-Netzwerkkarte mit RG58-Buchse und 15-pol. SUB-D-Buchse (AUI)
    10 MBit/s XT-Ethernet-Netzwerkkarte mit RG58-Buchse und 15-pol. SUB-D-Buchse (AUI)
  • 10 Mbit/s Legacy-ISA-Ethernet-Netzwerkkarte mit RG58-Buchse
    10 Mbit/s Legacy-ISA-Ethernet-Netzwerkkarte mit RG58-Buchse
  • EISA Netzwerkkarte mit RG58- und 15-pol. SUB-D-Buchse (AUI)
    EISA Netzwerkkarte mit RG58- und 15-pol. SUB-D-Buchse (AUI)
  • 10 MBit/s ISA-PnP-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse, RG58-Buchse und 15-pol. SUB-D-Buchse
    10 MBit/s ISA-PnP-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse, RG58-Buchse und 15-pol. SUB-D-Buchse
  • MCA-Netzwerkkarte mit RG58-Buchse
    MCA-Netzwerkkarte mit RG58-Buchse
  • NuBus-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse
    NuBus-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse
  • 10 Mbit/s PCI-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse und RG58-Buchse
    10 Mbit/s PCI-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse und RG58-Buchse
  • 1000 Mbit/s PCI-X-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse
    1000 Mbit/s PCI-X-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse
  • Netzwerkkarte mit RG58-Buchse für Druckerschnittstelle
    Netzwerkkarte mit RG58-Buchse für Druckerschnittstelle
  • 10 Mbit/s PCMCIA-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse und RG58-Buchse
    10 Mbit/s PCMCIA-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse und RG58-Buchse
  • 100 Mbit/s PC-Card-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Anschluss
    100 Mbit/s PC-Card-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Anschluss

PCI TP CARD

USB-Netzwerkkarten

Server-Netzwerkkarten

MSA-Standard


Anwendungen

Booten vom Netzwerk

siehe Booten vom Netzwerk

Konfiguration

Dateien

Sicherheit

Siehe auch

  1. PCI-Bus
  2. VLAN
  3. Ethernet

Links

Weblinks

  1. https://de.wikipedia.org/wiki/Autonegotiation
  2. https://de.wikipedia.org/wiki/Hot_Swapping
  3. https://de.wikipedia.org/wiki/Lastverteilung_(Informatik)
  4. https://de.wikipedia.org/wiki/Datenflusssteuerung
  5. https://de.wikipedia.org/wiki/Logical_Link_Control
  6. https://de.wikipedia.org/wiki/Media_Access_Control
  7. https://de.wikipedia.org/wiki/Zugriffsverfahren_(Netzwerk)
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