Qué es el adaptador de red: función, construcción y clasificación de las NIC

En respuesta a la creciente tendencia de la inteligencia artificial, el big data y el almacenamiento distribuido, existe la necesidad de una latencia más baja para permitir aplicaciones y servicios en tiempo real en el borde de la red. Ha habido un rápido aumento en los centros de datos debido a la transformación digital en casi todos los sectores y en la búsqueda de formas…, por ejemplo, de proporcionar servicios como 5G e IoT, lo que ha resultado en una alta… presión sobre las CPU en los nodos informáticos de la infraestructura del servidor. La transición del modo Onload centrado en la CPU al modo Offload centrado en los datos es posible en parte gracias al adaptador de red del servidor. Recientemente, la… industria ha estado lanzando activamente… nuevas obras de Zoom necesarias para muchos escenarios nuevos y encantadores de computación informática, centros de datos, interfaces de alta velocidad, capacidades paralelas y virtualización de recursos. En un gigabit y 10 gigabit, PCI-X y PCIe NIC, hay muchos tipos de adaptadores disponibles en el mercado debido a su amplio uso. En este artículo, proporcionamos una visión holística de las tarjetas de red, brindando una visión general de su definición, función, estructura y tipos de tarjetas de red.

¿Qué es NIC?
NIC significa Tarjeta de Interfaz de Red, también conocida como Controlador de Interfaz de Red. Es un componente de hardware de computadora que opera esencialmente en la segunda capa de enlace, la tarjeta de red. Generalmente es un circuito impreso ubicado en las computadoras para conexiones de red y ofrece una capacidad de red dedicada para la computadora. Aunque un adaptador de red es un elemento muy pequeño para la red de computadoras, su presencia es muy vital. Algunos adaptadores de red funcionan como un módem múltiple que codifica los datos que se enviarán a través de cables o módem inalámbrico en la red. Aparte del hecho de que una NIC opera en los protocolos de capa física y de red como un dispositivo de interconexión interna en redes de computadoras, también puede enviar y recibir señales desde una PC en forma de paquetes. En cualquier lugar desde la capa física hasta las capas superiores en el modelo OSI, asume el papel de enlace con la computadora/servidor y la red de datos. Una vez que el usuario solicita una página web, la LAN recopila la información del dispositivo del usuario y la reenvía al servidor de red y luego encuentra la información necesaria para mostrarla al usuario.

Componentes de NIC
Tradicionalmente, un adaptador de red consta de un controlador, una ranura de ROM de arranque, uno o más NIC puertos, un puerto de placa base, indicadores LED, un soporte y algunos otros componentes electrónicos. Cada componente tiene su propia función única:

• Controlador: el controlador de interfaz de red es el corazón de la tarjeta de red; sin embargo, influye en gran medida en el rendimiento de la NIC. El controlador procesa los datos entrantes como una CPU.
• Ranura ROM de arranque: es posible habilitar la función ROM de arranque a través de esta ranura en particular, lo que a su vez ayuda a que la red tenga estaciones de trabajo sin disco, lo que proporciona un mayor nivel de seguridad y al mismo tiempo reduce el gasto de hardware.
• Puerto NIC: normalmente se relaciona con cables Ethernet actuales y de radio, donde un cable Ethernet o un módulo óptico se conecta y recibe señales a través de cables de red o puentes de fibra óptica.
• Interfaz de bus: Esta interfaz en particular también se ubica en uno de los bordes de la placa de circuito. También se denomina interfaz de bus. Golden fingers jisban se refiere a una ranura de expansión de la placa base de una computadora para fines de red y/o servidor, en este caso, la tarjeta de red.
• Indicador LED: Este indicador muestra dónde el usuario puede saber si el adaptador de red se ha conectado a la red, si se están enviando datos o si el adaptador está funcionando o no. Un indicador de enlace o de acción le dice al usuario la relación que se muestra aktiawks, full es un indicador lleno y vacío para mostrar un byte y Power es el indicador de energía.
• Soporte: El mercado de tarjetas de red PCI cuenta con dos soportes en la industria; uno es un soporte de altura completa cuya altura es de 120 mm; el otro es un soporte de media altura con una altura de 80 mm. El soporte también es utilizado por el usuario para apoyar la tarjeta de red en la ranura de expansión de una computadora o un servidor.

Tipos de NIC
Los adaptadores de red se pueden clasificar en los siguientes tipos según la interfaz de bus, la velocidad de transmisión y el dominio de la aplicación.

Clasificación por protocolo:
Según el protocolo de transmisión, los adaptadores de red se pueden dividir en tres tipos: tarjeta Ethernet, tarjeta FC y tarjeta IB.

• Tarjeta Ethernet: El adaptador Ethernet es un complemento para una computadora que utiliza un protocolo IP como protocolo de transmisión. El adaptador Ethernet se conecta mejor al conmutador Ethernet mediante un cable de par trenzado o un cable de fibra óptica. La transmisión de datos se produce en el puerto óptico mediante un cable de fibra óptica y la interfaz de módulo común es SFP, QSFP, etc. Los cables de fibra óptica tienen conectores correspondientes, como LC, SC y MPO, entre otros. La mayoría de los puertos eléctricos son similares a los tipos RJ45 en el sentido de que la mayoría se pueden utilizar con cables de par trenzado. Sin embargo, algunas de las interfaces incluyen cables coaxiales que tienen un uso mínimo.
• Tarjeta FC: Nombre científico: Fibre Channel. Está compuesta por elementos ópticos que tienen como objetivo la transmisión de fibra óptica basada en el protocolo Fibre Channel a un conmutador Fibre Channel. Un conmutador de canal de fibra de este tipo tiene conexiones ópticas y eléctricas. Los puertos de conexión y transmisión junto con la adaptación suelen ser SC y LC, y los puertos de las tarjetas de conexión Ethernet utilizadas son conectores HSSDC. Dentro de un conector de tipo DB9 se encuentra un tipo de interfaz eléctrica.
• Tarjeta IB: la cámara Infiniband conecta dispositivos SAN FC/IP, dispositivos NAS y servidores y funciona como un protocolo de almacenamiento iSCSI RDMA. Los adaptadores InfiniBand adoptan los métodos informáticos de latencia ultrabaja y rendimiento ultraalto más avanzados y un complejo de motores de red, que brindarían a las aplicaciones la velocidad, la extensibilidad y las ricas funciones tecnológicas esperadas para las cargas de trabajo actuales.

Clasificación por velocidad de transmisión:

Una tarjeta autoadaptativa digital para cada una de las velocidades disponibles incluye: tarjetas de 10/100 Mbps, tarjetas de 1000 Mbps o gigabit, las tarjetas de 10 velocidades configurables 25 y 100 respectivamente e incluso más potentes.

10/100 es la tarjeta NIC autoadaptativa más común y también se espera que sea la interfaz de usuario del futuro. Es un francotirador con dos velocidades y dos puntos de Fast Ethernet y compatibilidad con la antigua red de 10 Mbps y los nuevos dispositivos de red de 100 Mbps. Por lo tanto, tuvo una buena aceptación por parte de sus usuarios.

Para los usuarios que requieren más experiencia, este alto ancho de banda es común en una red Ethernet. Gigabit Ethernet es una tecnología avanzada de redes de área local que funciona sobre cables de cobre y ofrece un ancho de banda de hasta 1 Gbps. La toma de esa información de onda analógica por internet se hacía en bits: la Nethandmic que solo tomaba una frecuencia de banda ancha de gigabyte es la tarjeta de red correspondiente. También alcanza el ancho de banda completo de 1 gigabit por segundo. Hay dos tipos de estas interfaces que vienen de serie con los adaptadores de red gigabit donde una utiliza pares trenzados de cobre con conector RJ 45. La segunda es la conexión gigabit de fibra SFP Gbic.

• Tarjeta de red de fibra 10G: Su corriente principal es la tarjeta Ethernet 10G. Al igual que las tarjetas Gigabit Ethernet, las tarjetas 10G Ethernet admiten fibra monomodo o multimodo. El uso de tarjetas Ethernet 10G brinda a los operadores de red más libertad para ubicar centros de datos y admitir múltiples redes de campus dentro de los 80 kilómetros entre sí al mismo tiempo. En los centros de datos, la fibra multimodo de bajo costo se puede usar como la columna vertebral de una red 10G entre conmutadores y conmutadores y entre conmutadores y servidores.

• adaptador de red de fibra 25G: En comparación con el adaptador de red de fibra de 10G, el mayor ancho de banda del adaptador de red de fibra de 25G cumple con los requisitos de red del clúster informático de alto rendimiento. En la actualización de la red de 100G o una tasa superior, el adaptador de red de fibra de 25G es una de las infraestructuras indispensables. En el proceso de actualización del centro de datos de 10G/40G a 25G/100G (la interfaz del servidor es 25G, la interfaz de interconexión del conmutador es 100G), cada vez más personas admiten 25GbE, incluidos Google, Microsoft y otros grandes proveedores de nube para el reconocimiento absoluto de 25G.

• Tarjeta de red de fibra óptica 40G: Un puerto QSFP+ de 40G, utilizado principalmente para servidores y dispositivos de gama alta. El adaptador de red de fibra de 40 G con puerto óptico QSFP proporciona una integración simple en cualquier PCI Express X8 con un rendimiento de red de 40 Gigabit optimizado para que la entrada/salida del sistema no sea un cuello de botella en las aplicaciones de red de alto rendimiento. Puede admitir un ancho de banda de transmisión de 40 Gbps y una ranura estándar PCI-E X8, lo que garantiza un trabajo eficiente y estable de la tarjeta de red. Además, el adaptador de red admite funciones como VLAN, política QOS y control de tráfico, lo cual es adecuado para aplicaciones LAN medianas y grandes.

• Adaptador de red de fibra óptica 100G:Con la creciente demanda de transmisión masiva de datos, los servidores generalmente necesitan instalar múltiples adaptadores de red para satisfacer la alta demanda de procesamiento de datos. Debido a esta característica, la red del centro de datos se actualiza gradualmente de adaptadores de red de 10G a 100G o incluso velocidades más altas. El adaptador de red de 100G tiene un alto rendimiento, procesamiento de red de baja latencia y la capacidad de ayudar a la CPU a descargar funciones de red, ahorrando potencia de procesamiento de la CPU y reduciendo el consumo de energía al máximo.

Clasificación por tipos de interfaz de bus:

• Tarjeta de red ISA: La tarjeta de red de arquitectura estándar de la industria se fabricó en 1981. La estructura era de bus, que podía integrarse con los dispositivos IBM. Sin embargo, debido a la velocidad relativamente lenta de operación de E/S de la interfaz de bus ISA, esta última comenzó a usarse con menos frecuencia con la introducción de la tecnología de bus PCI a principios de la década de 1990 y hoy en día es muy difícil de encontrar.
• Tarjeta de red PCI: se denomina interconexión de componentes periféricos o PCI. Es bastante nueva como estándar de bus local en una computadora personal, introducida en 1993. Dado que su velocidad de E/S era muy superior a la de la tarjeta de red de bus ISA I (ISA tenía la velocidad máxima de 33 MB/s y la tasa de transferencia de datos de la PCI de 64 bits actual, 266 MB/s), reemplazó al anterior estándar ISA. Este tipo de tarjeta de red se utilizó inicialmente en servidores y luego se volvió bastante común en computadoras de escritorio; es un tipo predominante de tarjeta de interfaz de red. Hoy en día, no hay tarjetas de expansión en la mayoría de las computadoras, en su lugar hay tarjetas de red integradas. Por lo tanto, las tarjetas de red PCI de sobrecarga son reemplazadas por otras interfaces de bus PCI-X o USB integradas.
• Tarjeta de red PCI-X: PCI-X es una versión original de la tecnología de bus PCI. Duplica la velocidad de E/S en comparación con el PCI anterior, al mismo tiempo que aumenta el rendimiento que estaba limitado por la interfaz PCI. Cada tarjeta de interfaz de bus PCI-X estándar se basa en 32 bits de ancho de bus y es capaz de realizar operaciones de 64 bits que se incrementan aún más hasta 1064 MB/s. Las ranuras de expansión PCI-X generalmente admiten tarjetas de interfaz PCI.
• Tarjeta de red PCIe: La tarjeta PCIe es una interfaz de red que posee un puerto PCIe que se utiliza como puerto de interfaz para la placa base. Para explicarlo, los dispositivos pueden insertar tarjetas basadas en PCI en los puertos PCIe disponibles en el host, el servidor y el conmutador de red. Las placas base de las computadoras actuales tienen ranuras PCIe específicas destinadas a tarjetas PCIe. Por lo general, la anchura de la ranura aumentará la anchura de las tarjetas de red o más.

FiberMall desarrolla de forma independiente NIC de fibra óptica de 1000M, 10G, 25G, 40G, 100G, de un solo puerto, de dos puertos y de 4 puertos basadas en chips controladores Intel y NVIDIA, y proporciona soluciones NIC de fibra óptica personalizadas.

Clasificación	FiberMall PN	Control	Especificaciones
NIC Gigabit	FMI210-1G-S1	Intel I210	Adaptador de fibra PCIe x1 Gigabit SFP de 1 puerto
NIC Gigabit	FM82576-1G-S2	Intel 82576	Adaptador de fibra PCIe x4 Gigabit SFP de doble puerto
NIC Gigabit	FMI350-1G-S4	Intel I350	Adaptador de fibra PCIe x4 Gigabit SFP de cuatro puertos
NIC de 10 Gb	FM82599EN-10G-S1	Intel 82599EN	Adaptador de servidor PCI Express x8 de puerto único SFP+ 10 Gigabit
NIC de 10 Gb	FM82599ES-10G-S2	Intel 82599ES	Adaptador de servidor PCI Express x8 de doble puerto SFP+ 10 Gigabit
NIC de 10 Gb	FMX710-10G-S2	Intel X710-BM2	Adaptador de servidor PCI Express v3.0 x8 10Gigabit Ethernet de dos puertos
NIC de 10 Gb	FMXL710-10G-S4	Intel XL710-BM1	Adaptador de servidor PCI Express v3.0 x8 10Gigabit Ethernet de cuatro puertos
NIC de 25 Gb	FMXXV710-25G-S2	IntelXXV710	Adaptador de servidor PCIe v3.0 x8 25 Gigabit Ethernet de dos puertos
NIC de 25 Gb	4121A-ACAT-25GS2	NVIDIA 4121A-ACAT	Adaptador de red ConnectX-4 Lx EN, puerto doble SFP25 de 28 GbE, PCIe3.0 x 8
NIC de 40 Gb	FMXL710－40G-Q1	Intel XL710-BM1	Adaptador Ethernet de servidor PCIe v3.0 x8 40 Gigabit 1 puerto
NIC de 40 Gb	FMXL710－40G-Q2	Intel XL710	Adaptador Ethernet de servidor PCIe v3.0 x8 40 Gigabit de dos puertos
NIC de 100 Gb	FME810-100G-Q2	Intel E810-CAM2	Adaptador Ethernet de servidor PCIe v4.0 x16 100 Gigabit de dos puertos

Conclusión

Los distintos escenarios de aplicación requieren distintos tipos de NIC, y una única NIC tiene dificultades para abordar escenarios de aceleración variados y complicados. Dada la mejora del mercado y la capacidad técnica, el futuro mercado de adaptadores de red también ofrecerá más oportunidades, como la última OCP NIC 3.0. Por lo tanto, independientemente de si está buscando una tarjeta de red para PC para uso doméstico o una tarjeta de red de servidor para la empresa o el centro de datos, es necesario comprender bien los conceptos básicos de las tarjetas de red antes de realizar una compra.

Recomendar lectura ：

Comprensión de la interfaz de red: conceptos clave e importancia explicados

Descripción de las tarjetas de red, los adaptadores y las tarjetas de interfaz de red (NIC)

Comprender los adaptadores de red: Mejore la eficiencia de su red informática