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 ===
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.
* 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.
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.
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 ===
; 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.
100-Mbit/s-PCI-Ethernet-Netzwerkkarte mit RJ45-Buchse
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
NIC
Netzwerkadapter
Netzwerk-Contoller
Network Interface Card
Network Interface Controller
Aufgaben einer Netzwerkkarte
Anpassung von parallel verarbeiteten Daten in bitserielle Daten
Feststellen, ob der Übertragungskanal frei ist
Entdecken von Daten-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
unverfälschter Datentransport über einen einzelnen Übermietlungenabschnitt
Aufteilung in Frames (Rahmen)
Zerlegen der Frames in Bit
Checksummenbildung (CRC: Cyclic Redundancy Check)
Neuanforderung defekter Frames
Daten-Flußsteuerung
Aufteilung des Data-Link-Layers
Logical Link Control (LLC)
Netzprotokoll
Flußkontrolle (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
Media Access Control: Medienzugriffssteuerung (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
Option
Beschreibung
Mechanisch
Verbindungselemente, ...
Elektrisch
Spannungspegel, Widerstand des Kabels, Zeitdauer von Spannungswechsel, ...
Funktional
Taktgebung, Pin-Belegung, ...
Verfahrenstechnisch
Übertragungsmodus (Halb-, Volldublex), ...
Ausstattung
Standard-Netzwerkkarte
gängige Netzwerkkarte besitzt nur einen Ethernet-Anschluss
Höherwertige Netzwerkkarten
spezielle Ausführungen auch mehrere (bis zu vier)
mit besserem Datendurchsatz, geringerer CPU-Last, besserer Ausstattung) kosten je nach Ausführung bis zu 100 EUR, sehr spezielle Karten (z. B. mit mehreren unabhängigen Anschlüssen) auch darüber.
Seit Ende 2003 befinden sich bei vielen neuen PCs bereits Gigabit-Ethernet-Anschlüsse auf der Hauptplatine.
MAC-Adresse
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 Sicherheitsprobleme in einem LAN entstehen können.
