در دنیای ارتباطات و اطلاعات، کارت شبکه یکی از اجزای بسیار حیاتی برای برقراری ارتباطات بین دستگاه‌ها در یک شبکه است. این دستگاه جزو تجهیزات اصلی کامپیوترها است که نقش بسیار مهمی در ارتباط با دیگر دستگاه‌ها و محیط‌های انتقال داده ایفا می‌کند. در این مقاله، به معرفی کارت شبکه، انواع آن (اینترنال و اکسترنال) و کاربردها و اجزای مهم آن پرداخته خواهد شد.
کارت شبکه چیست؟
کارت شبکه یا Network Interface Card (NIC)، یکی از تجهیزات سخت‌افزاری است که کامپیوتر را به یک شبکه متصل می‌کند. این کارت قابلیت ارسال و دریافت داده‌ها را بین کامپیوتر و دستگاه‌های دیگر در شبکه فراهم می‌کند. کارت‌های شبکه می‌توانند از انواع مختلفی باشند که به توانائی‌ها و کاربردهای خاصی متناسب هستند.
انواع کارت شبکه
کارت شبکه اکسترنال
کارت شبکه اکسترنال، یک نوع کارت شبکه است که به صورت جداگانه از داخل کامپیوتر وصل می‌شود. این کارت به کمک پورت‌هایی مانند USB یا Thunderbolt به کامپیوتر متصل می‌شود. یکی از ویژگی‌های مهم کارت شبکه اکسترنال، امکان افزودن قابلیت اتصال به شبکه به دستگاه‌هایی که از پورت‌های داخلی کمبود دارند، را فراهم می‌کند. این نوع کارت شبکه به کاربران این امکان را می‌دهد تا به سرعت و سهولت به شبکه متصل شوند و از امکانات شبکه بهره‌مند شوند.
کارت شبکه اینترنال
کارت شبکه اینترنال یک نوع کارت شبکه است که به طور مستقیم در داخل کامپیوتر نصب می‌شود. این کارت به سیستم‌های اصلی کامپیوتر متصل می‌شود و به عنوان یکی از جزء‌های اصلی سخت‌افزار کامپیوتر محسوب می‌شود. کارت شبکه اینترنال دارای توانایی بالقوه‌ای برای افزایش سرعت انتقال داده درون شبکه است و به کاربر این امکان را می‌دهد تا به طور مستقیم با سایر دستگاه‌ها در شبکه ارتباط برقرار کند. این کارت‌ها معمولاً از طریق اسلات‌های مختلفی مانند PCI یا PCIe به مادربورد متصل می‌شوند و در داخل کیس کامپیوتر نصب می‌گردند.
کارت شبکه وایرلس
کارت شبکه وایرلس یا Wireless Network Interface Card (Wireless NIC)، یک تجهیزات سخت‌افزاری است که به کامپیوتر این امکان را می‌دهد تا به یک شبکه بی‌سیم (Wi-Fi) متصل شود. این کارت‌ها از فرکانس‌های رادیویی برای ارتباط با راه دورترین نقاط در شبکه بی‌سیم استفاده می‌کنند.
- اتصال بی‌سیم:
کارت شبکه وایرلس به دستگاه میزبان این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به کابل، از طریق امواج رادیویی با شبکه بی‌سیم ارتباط برقرار کند. این ویژگی به کاربران امکان می‌دهد در مکان‌هایی که کابل‌های شبکه قابل دسترسی نیستند، به شبکه متصل شوند. - استانداردهای وایرلس:
کارت‌های شبکه وایرلس از استانداردهای مختلفی مانند 802.11ac یا 802.11n برای ارتباط با شبکه بی‌سیم استفاده می‌کنند. این استانداردها به سرعت انتقال داده‌ها و دامنه پوشش شبکه بی‌سیم افزوده و بهبود می‌بخشند. - امنیت بی‌سیم:
کارت‌های شبکه وایرلس از پروتکل‌ها و امکانات امنیتی مانند WPA3 (Wi-Fi Protected Access 3) برای حفاظت از اطلاعات انتقالی در شبکه بی‌سیم استفاده می‌کنند. این امکانات از حملات نفوذ و دزدی اطلاعات جلوگیری می‌کنند. - کانکتورها و نصب:
کارت‌های شبکه وایرلس معمولاً از طریق اسلات‌های PCIe یا USB به کامپیوتر متصل می‌شوند. این نوع اتصالات امکان نصب و جابجایی آسان‌تری را فراهم می‌کنند.
کارت شبکه وایرلس به کاربران این امکان را می‌دهد تا به طور راحت و بی‌سیم به شبکه متصل شوند و از خدمات ارتباطی در هر زمان و مکانی بهره‌مند گردند.
کاربرد کارت شبکه
کارت شبکه یکی از اجزای حیاتی در ساختار کامپیوتر و ارتباطات شبکه است که وظایف گسترده‌ای را در برقراری ارتباطات داده و اشتراک گذاری اطلاعات بین دستگاه‌ها بر عهده دارد. کارت شبکه به توانایی برقراری ارتباط با شبکه‌های محلی یا بیرونی و ارسال و دریافت داده‌ها از اهمیت بسزایی برخوردار است. در زیر به برخی از کاربردهای اصلی کارت شبکه اشاره می‌شود:
برقراری ارتباط لازم بين کامپيوتر و محيط انتقال
برقراری ارتباط بین کامپیوتر و محیط انتقال از جمله وظایف اساسی کارت شبکه است. این کارت، توانایی ارتباط با شبکه‌های مختلف را فراهم می‌کند. ابتدا، با تشخیص نوع شبکه (مانند LAN یا WAN) و نحوه اتصال (سیمی یا بی‌سیم)، ارتباط لازم برقرار می‌شود. این اطلاعات مؤثر در تنظیم پارامترها و پروتکل‌های استفاده شده برای انتقال داده‌ها در شبکه است. سپس، کارت شبکه با استفاده از پروتکل‌ها و الگوریتم‌های ارتباطی، وظیفه ارسال و دریافت داده‌ها را بر عهده می‌گیرد.
تبدیل داده ها
کارت شبکه نقش مهمی در تبدیل داده‌ها به فرمت مناسب برای انتقال در شبکه ایفا می‌کند. این فرآیند شامل تغییر فرمت داده‌های کاربری به فرمتی است که قابلیت انتقال در شبکه را دارد. به کمک پروتکل‌های مختلف، کارت شبکه داده‌ها را به صورتی مناسب و قابل فهم برای دستگاه‌های دیگر در شبکه تبدیل می‌کند. این تبدیل داده‌ها به زبان شبکه و توانایی انتقال سریع و موثر آنها را امکان‌پذیر می‌سازد. در نتیجه، کارت شبکه نقش بسیار مهمی در انجام فرآیند تبدیل داده‌ها با دقت و سرعت دارد، که این امر برای عملکرد بهینه شبکه بسیار حیاتی است.
ارائه يک آدرس منحصر به فرد سخت افزاری
کارت شبکه، با اختصاص یک آدرس منحصربفرد سخت‌افزاری به هر دستگاه در شبکه، امکان تشخیص و تعیین هویت دستگاه‌ها را فراهم می‌کند. این آدرس که به آن “مک آدرس” یا “آدرس فیزیکی” نیز گفته می‌شود، به‌صورت یک شناسه یکتا برای هر کارت شبکه در دنیای شبکه‌ها عمل می‌کند.
وقتی که دستگاه به شبکه متصل می‌شود، کارت شبکه خود را با استفاده از مک آدرس به شبکه معرفی می‌کند. این مک آدرس یک دنیای شناسه منحصربفرد است که توسط سازنده کارت شبکه به دستگاه اختصاص یافته و تغییر پذیر نیست.
آدرس مک به شبکه این امکان را می‌دهد که هر دستگاه را در شبکه تشخیص دهد و از آن برای ارسال و دریافت داده‌ها استفاده کند. این اطلاعات شناسه سخت‌افزاری به‌صورت مستقیم و بدون اشکالات از یک دستگاه به دیگری انتقال می‌یابد. به‌این‌ترتیب، ارائه یک آدرس منحصربفرد سخت‌افزاری توسط کارت شبکه، از دقت و قابل اطمینان بودن در شناسایی دستگاه‌ها در شبکه حمایت می‌کند.
اجزای داخلی کارت شبکه
پردازنده
پردازنده (CPU یا Central Processing Unit) یکی از اجزای اصلی سخت‌افزاری کامپیوتر است که به عنوان مغز محاسباتی دستگاه عمل می‌کند. این قطعه مسئول انجام عملیات‌های محاسباتی و کنترلی در کامپیوتر است و نقش اساسی در اجرای برنامه‌ها و وظایف مختلف دارد.
پردازنده توانایی انجام عملیات‌های اولیه مانند جمع و تفریق را داراست، اما با پیشرفت فناوری، پردازنده‌ها به قدرت و امکانات بیشتری دست یافته‌اند. پردازنده اطلاعات را از حافظه‌های دیگر خوانده، آنها را پردازش کرده و نتیجه را در حافظه ذخیره می‌کند.
اکسترنال مموری
اکسترنال مموری یا حافظه خارجی، دستگاه‌هایی هستند که به کامپیوتر وصل می‌شوند و اطلاعات را ذخیره و بازیابی می‌کنند. این دستگاه‌ها شامل فلش‌مموری، هارد دیسک‌های خارجی، کارت حافظه و سایر وسایل ذخیره‌سازی هستند.
اکسترنال مموری امکان انتقال و نقل و انتقال سریع داده‌ها بین دستگاه‌ها را فراهم می‌کند. همچنین، از کاربران این امکان را می‌دهد تا اطلاعات خود را به سرعت حمل و نقل کرده و در مکان‌های مختلف دسترسی به آنها داشته باشند. از این دستگاه‌ها به عنوان روشی برای گسترش ظرفیت ذخیره‌سازی یا انتقال داده‌ها بین دستگاه‌ها استفاده می‌شود.
کانکتورها
در دنیای سخت‌افزارها و شبکه‌ها، کانکتورها نقش اساسی در اتصال و ارتباط بین دستگاه‌ها دارند. این کانکتورها به صورت استاندارد طراحی شده‌اند و وظیفه اتصال فیزیکی بین دستگاه‌های مختلف را بر عهده دارند. برخی از معروف‌ترین کانکتورها عبارتند از:
- RJ45 (Registered Jack 45): این کانکتور برای اتصال کابل‌های شبکه اترنت به کامپیوترها، روترها و دیگر تجهیزات شبکه استفاده می‌شود.
- USB (Universal Serial Bus): کانکتور USB برای اتصال انواع دستگاه‌ها از جمله پرینترها، دوربین‌ها، فلش‌مموری‌ها و دیگر لوازم جانبی به کامپیوتر استفاده می‌شود.
- HDMI (High-Definition Multimedia Interface): این کانکتور برای اتصال تجهیزات صوتی و تصویری با کیفیت بالا به تلویزیون‌ها، مانیتورها و دستگاه‌های دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
باس های استاندارد
با توجه به اینکه داده‌ها و اطلاعات درون کامپیوتر بین اجزاء مختلف جابجا می‌شوند، اتصالات بین این اجزاء از طریق باس‌ها صورت می‌گیرد. بسیاری از این باس‌ها به استانداردهای خاصی پیروی می‌کنند. برخی از معروف‌ترین باس‌های استاندارد عبارتند از:
- PCI (Peripheral Component Interconnect): باس PCI برای اتصال کارت‌های گسترش و سایر دستگاه‌های جانبی به مادربورد کامپیوتر استفاده می‌شود.
- USB (Universal Serial Bus): همچنین به عنوان یک باس نیز شناخته می‌شود که برای اتصال دستگاه‌های مختلف به کامپیوتر استفاده می‌شود.
- SATA (Serial ATA): این باس برای اتصال درایو‌های هارد دیسک و دستگاه‌های ذخیره‌سازی دیگر به مادربورد کامپیوتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مک آدرس در EEPROM
مک آدرس یا آدرس فیزیکی کارت شبکه، یک شناسه یکتا برای هر دستگاه در شبکه است. این آدرس در یک حافظه EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) ذخیره می‌شود. EEPROM یک نوع حافظه غیر فرار و قابل برنامه‌ریزی است که این امکان را فراهم می‌کند تا اطلاعات (در اینجا مک آدرس) به‌صورت دائمی ذخیره شود و حتی با قطع برق حفظ بماند. این مک آدرس از سوی سازنده کارت شبکه تخصیص داده می‌شود و به عنوان یک شناسه یکتا برای تشخیص دستگاه در شبکه عمل می‌کند.