کارت شبکه چیست؟ راهنمای جامع هر آنچه باید بدانید - مینی ست

کارت شبکه چیست؟ چه کاربردی دارد؟

در اولین بخش از راهنمای جامع کارت شبکه چیست خبرنگاران ، قصد داریم شما را با مفهوم کارت شبکه و کاربردهای مختلف آن آشنا کنیم. (Network Interface Card یا NIC) یکی از اجزای حیاتی در شبکه های کامپیوتری است که به دستگاه ها اجازه می دهد تا به یک شبکه متصل شوند و داده ها را بین یکدیگر منتقل نمایند. این کارت ها به دو صورت داخلی (Internal) و خارجی (External) وجود دارند. کارت های داخلی به صورت مستقیم به مادربورد کامپیوتر متصل می شوند، در حالی که کارت های خارجی به وسیله درگاه های USB یا دیگر رابط ها به دستگاه متصل می شوند.

یکی از اصلی ترین کاربردهای کارت شبکه، اتصال کامپیوترها به شبکه های محلی (LAN) است. این اتصال می تواند به وسیله کابل های اترنت (Ethernet) یا به صورت بی سیم (Wi-Fi) باشد. در شبکه های کابلی، کارت شبکه به یاری کابل اترنت به سوئیچ یا روتر متصل می گردد و امکان انتقال داده ها با سرعت بالا را فراهم می نماید. در شبکه های بی سیم، کارت شبکه از امواج رادیویی برای ارتباط با نقاط دسترسی (Access Points) استفاده می نماید. کارت شبکه نه تنها برای اتصال به شبکه های محلی کاربرد دارد، بلکه در اتصال به اینترنت نیز نقش مهمی ایفا می نماید. با استفاده از این کارت، کامپیوتر می تواند به مودم یا روتر متصل شده و به اینترنت دسترسی پیدا کند. این اتصال به کاربران امکان می دهد تا به منابع آنلاین دسترسی داشته باشند، ایمیل های خود را آنالیز نمایند، وب سایت ها را مرور نمایند و از خدمات آنلاین مختلف بهره مند شوند.

یکی دیگر از کاربردهای مهم کارت شبکه، اشتراک گذاری منابع و فایل ها بین دستگاه های مختلف در یک شبکه است. با استفاده از کارت شبکه، کاربران می توانند چاپگرها، فایل ها و دیگر منابع را با سایر دستگاه های موجود در شبکه به اشتراک بگذارند. این ویژگی به ویژه در محیط های کاری و سازمانی که احتیاج به همکاری و اشتراک گذاری منابع دارند، بسیار مفید است. به طور خلاصه، کارت شبکه یکی از اجزای اساسی در شبکه های کامپیوتری است که امکان اتصال دستگاه ها به شبکه های محلی و اینترنت را فراهم می نماید و نقش مهمی در انتقال داده ها و اشتراک گذاری منابع دارد.

وظیفه کارت شبکه چیست؟

در دومین بخش از راهنمای جامع کارت شبکه چیست خبرنگاران ، با وظایف مهم این قطعه سخت افزاری آشنا خواهید شد. یکی از وظایف اصلی کارت شبکه، تبدیل داده های دیجیتال فراوری شده به وسیله کامپیوتر به سیگنال هایی است که می توانند به وسیله رسانه های انتقال مختلف، مانند کابل های اترنت یا امواج رادیویی، منتقل شوند. این فرآیند شامل کدگذاری و دیکدگذاری داده ها است تا اطمینان حاصل گردد که اطلاعات به درستی و بدون خطا منتقل می شوند. در شبکه های کابلی، کارت شبکه داده ها را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می نماید، در حالی که در شبکه های بی سیم، این تبدیل به سیگنال های رادیویی انجام می گردد.

علاوه بر این، کارت شبکه مسئول مدیریت ترافیک داده ها و جلوگیری از تداخل و برخورد سیگنال ها است. این کارت با استفاده از پروتکل های شبکه مانند اترنت و Wi-Fi، بسته های داده را به مقصد مورد نظر راهنمایی می نماید و اطمینان حاصل می نماید که هر بسته به درستی به مقصد می رسد. برای این منظور، کارت شبکه از آدرس های MAC (Media Access Control) استفاده می نماید که به هر دستگاه متصل به شبکه یک شناسه منحصر به فرد اختصاص می دهد.

امنیت داده ها نیز یکی از وظایف حیاتی کارت شبکه است. در شبکه های بی سیم، کارت شبکه از پروتکل های امنیتی مانند WPA2 و WPA3 برای رمزگذاری داده ها و جلوگیری از دسترسی غیرمجاز استفاده می نماید. در شبکه های کابلی نیز، کارت شبکه می تواند با استفاده از روش های مختلف امنیتی، از جمله فایروال های سخت افزاری، از نفوذ و حملات سایبری جلوگیری کند.

یکی دیگر از وظایف کارت شبکه، پشتیبانی از قابلیت های پیشرفته شبکه مانند VLAN (Virtual Local Area Network) و QoS (Quality of Service) است. VLAN به تفکیک شبکه های محلی مجازی در یک شبکه فیزیکی یاری می نماید و امنیت و مدیریت شبکه را بهبود می بخشد. QoS نیز به اولویت بندی ترافیک شبکه بر اساس نوع داده ها یاری می نماید، به طوری که ترافیک حساس به تأخیر، مانند تماس های صوتی و ویدیویی، با کیفیت بالاتری منتقل گردد.

اجزای داخلی کارت شبکه

اکنون که با کاربرد و وظایف مختلف کارت شبکه آشنا شدید، وقت آن رسیده تا اجزای داخلی این قطعه سخت افزاری کارآمد را نیز بشناسید. در این بخش از راهنمای جامع کارت شبکه چیست خبرنگاران به آنالیز این موضوع خواهیم پرداخت. کارت شبکه اجزای داخلی متفاوتی دارد که هر کدام از آن ها وظایف خاص خود را انجام می دهند.

اجزای داخلی کارت شبکه شامل موارد زیر است:

1. کنترلر شبکه (Network Controller)
2. پورت اتصال (Connection Port)
3. حافظه بافر (Buffer Memory)
4. روم چیپ (ROM Chip)
5. پردازنده (Processor)
6. کانکتور (Connector)
7. کلاک (Clock)
8. LED های شرایط (Status LEDs)

کنترلر شبکه (Network Controller)

کنترلر شبکه یا چیپ اصلی، مغز متفکر کارت شبکه است که وظیفه اصلی آن مدیریت و کنترل تمامی عملیات انتقال داده ها است. این چیپ داده های دیجیتال را به سیگنال های قابل انتقال تبدیل می نماید و بالعکس. بعلاوه، کنترلر شبکه پروتکل های ارتباطی مانند اترنت و Wi-Fi را پیاده سازی می نماید و به مدیریت ترافیک شبکه و جلوگیری از برخورد داده ها یاری می نماید.

پورت اتصال (Connection Port)

پورت اتصال به عنوان واسط فیزیکی بین کارت شبکه و رسانه انتقال عمل می نماید. در کارت های شبکه اترنت، این پورت معمولاً یک پورت RJ-45 است که به کابل های اترنت متصل می گردد. در کارت های شبکه بی سیم، این پورت می تواند به آنتن های خارجی متصل گردد. پورت اتصال نقش حیاتی در تضمین انتقال داده ها با کمترین اندازه افت سیگنال و تداخل دارد.

حافظه بافر (Buffer Memory)

حافظه بافر یک حافظه موقت است که برای ذخیره سازی داده های در حال انتقال استفاده می گردد. این حافظه به کنترلر شبکه یاری می نماید تا داده ها را به صورت موقت نگه داشته و به ترتیب مناسب ارسال یا دریافت کند. حافظه بافر باعث افزایش کارایی و کاهش تأخیر در انتقال داده ها می گردد.

روم چیپ (ROM Chip)

روم چیپ شامل برنامه ها و دستورالعمل هایی است که برای راه اندازی و پیکربندی اولیه کارت شبکه استفاده می گردد. این چیپ معمولاً شامل بایوس (BIOS) کارت شبکه است که به سیستم عامل کامپیوتر یاری می نماید تا کارت شبکه را شناسایی و راه اندازی کند. بعلاوه، بعضی از تنظیمات امنیتی و پروتکل های ارتباطی نیز در این چیپ ذخیره می شوند.

پردازنده (Processor)

پردازنده کارت شبکه وظیفه پردازش داده ها و اجرای الگوریتم های مختلف شبکه را بر عهده دارد. این پردازنده می تواند وظایف پیچیده تری مانند رمزنگاری داده ها، مدیریت ترافیک و اولویت بندی بسته های داده را انجام دهد. پردازنده های قدرتمندتر می توانند عملکرد بهتری را در شبکه های پر ترافیک ارائه دهند.

کانکتور (Connector)

کانکتور ها اجزایی هستند که به کارت شبکه اجازه می دهند به مادربورد یا سایر دستگاه های شبکه متصل شوند. این کانکتورها می توانند از انواع مختلفی مانند PCI, PCIe یا USB باشند. نوع کانکتور تأثیر زیادی بر سرعت و کارایی کارت شبکه دارد.

کلاک (Clock)

کلاک یا ساعت سیستم، وظیفه همگام سازی و زمان بندی عملیات های مختلف کارت شبکه را بر عهده دارد. این جزء به کنترلر شبکه یاری می نماید تا داده ها را با دقت بالا و در زمان مناسب ارسال و دریافت کند. کلاک دقیق و پایدار می تواند به بهبود عملکرد کلی شبکه یاری کند.

LED های شرایط (Status LEDs)

LED های شرایط برای نمایش شرایط عملکرد کارت شبکه به کار می روند. این LED ها می توانند اطلاعاتی مانند اتصال به شبکه، سرعت انتقال داده و وجود خطاها را نمایش دهند. این اطلاعات به مدیران شبکه یاری می نماید تا شرایط کارت شبکه را به سرعت و به راحتی آنالیز نمایند.

مزایای و معایب استفاده از کارت شبکه چیست؟

در این بخش از راهنمای جامع کارت شبکه چیست خبرنگاران ، قصد داریم به آنالیز مزایا و معایب استفاده از کارت شبکه بپردازیم.

مزایا

1. افزایش سرعت و کارایی:

یکی از بزرگ ترین مزایای استفاده از کارت شبکه، افزایش سرعت و کارایی در انتقال داده ها است. کارت های شبکه مدرن می توانند سرعت های گیگابیت و حتی چندگیگابیت را پشتیبانی نمایند، که این امر برای کاربردهایی مانند بازی های آنلاین، استریم ویدئوهای با کیفیت بالا و انتقال فایل های بزرگ بسیار حیاتی است. کارت های شبکه بعلاوه به کاهش تأخیر (Latency) و افزایش پهنای باند یاری می نمایند، که این امر باعث بهبود تجربه کاربری در شبکه های شلوغ و پر ترافیک می گردد.

2. پایداری و اطمینان:

کارت های شبکه اختصاصی معمولاً پایداری و اطمینان بیشتری نسبت به اتصالات بی سیم دارند. این کارت ها کمتر تحت تأثیر تداخلات الکترومغناطیسی و موانع فیزیکی قرار می گیرند و می توانند ارتباطی پایدار و قابل اعتماد را فراهم نمایند. این ویژگی ها برای محیط های کسب وکار و سرورهایی که احتیاج به ارتباطات دائمی و بدون وقفه دارند، بسیار مهم است.

3. امنیت بهبود یافته:

کارت های شبکه می توانند امنیت بیشتری را نسبت به اتصالات بی سیم ارائه دهند. با استفاده از کارت های شبکه، می توان از پروتکل های امنیتی پیشرفته تری مانند VLAN و QoS استفاده کرد که به جداسازی و مدیریت ترافیک شبکه یاری می نمایند. بعلاوه، بعضی از کارت های شبکه دارای ویژگی های امنیتی داخلی مانند رمزنگاری داده ها و تشخیص نفوذ هستند که می توانند به حفاظت از داده ها در برابر حملات سایبری یاری نمایند.

معایب

1. هزینه:

یکی از معایب اصلی استفاده از کارت شبکه، هزینه های مرتبط با خرید و نصب آن ها است. کارت های شبکه با کیفیت بالا و با قابلیت های پیشرفته معمولاً هزینه بیشتری دارند. علاوه بر این، احتیاج به کابل های اترنت و سایر تجهیزات شبکه نیز هزینه های اضافی را به همراه دارد. این هزینه ها ممکن است برای کسب وکارهای کوچک یا کاربران خانگی که بودجه محدودی دارند، مشکل ساز باشد.

2. محدودیت های فیزیکی:

استفاده از کارت شبکه و کابل های اترنت ممکن است محدودیت های فیزیکی را به همراه داشته باشد. کابل های اترنت باید به صورت فیزیکی بین دستگاه ها و سوئیچ ها یا روترها کشیده شوند، که این امر می تواند در محیط های بزرگ یا پیچیده مشکل ساز باشد. بعلاوه، احتیاج به مدیریت و سازماندهی کابل ها می تواند به یک چالش تبدیل گردد و فضای کاری را به هم ریخته کند.

3. انعطاف پذیری کمتر:

کارت های شبکه معمولاً انعطاف پذیری کمتری نسبت به اتصالات بی سیم دارند. در محیط هایی که احتیاج به جابجایی مکرر دستگاه ها وجود دارد، استفاده از کارت شبکه و کابل های اترنت ممکن است محدودیت هایی ایجاد کند. اتصالات بی سیم به کاربران این امکان را می دهند که بدون احتیاج به کابل کشی، به راحتی دستگاه های خود را جابجا نمایند و به شبکه متصل شوند.

انواع مختلف کارت شبکه چیست؟

کارت های شبکه (NIC) بر اساس ویژگی های مختلفی دسته بندی می شوند که هر کدام از این دسته بندی ها می تواند بر اساس احتیاجها و کاربردهای مختلف انتخاب گردد. در ادامه مطلب راهنمای جامع کارت شبکه چیست خبرنگاران ، به دسته بندی های مختلف کارت شبکه و توضیحات مربوط به هر دسته بندی خواهیم پرداخت.

1. بر اساس نوع اتصال به شبکه:

الف. کارت شبکه سیمی (Ethernet NIC):

این نوع کارت های شبکه از کابل های اترنت برای اتصال به شبکه استفاده می نمایند. کارت های شبکه سیمی به علت پایداری و سرعت بالا، معمولاً در شبکه های محلی (LAN) و سازمان ها مورد استفاده قرار می گیرند.

ب. کارت شبکه وایرلس یا بی سیم (Wireless NIC):

این نوع کارت های شبکه از امواج رادیویی برای اتصال به شبکه استفاده می نمایند. کارت های شبکه بی سیم به کاربران این امکان را می دهند که بدون احتیاج به کابل به شبکه متصل شوند. این کارت ها معمولاً در لپ تاپ ها، تبلت ها و دستگاه های موبایل استفاده می شوند که از جمله آن ها می توان به اشاره نمود.

2. بر اساس نوع اتصال به مادر بورد:

الف. کارت شبکه اینترنال یا داخلی (Internal NIC):

این نوع کارت های شبکه به صورت داخلی در اسلات های توسعه مادربورد (مانند PCI, PCIe) نصب می شوند. کارت های شبکه داخلی معمولاً در کامپیوترهای دسکتاپ و سرورها استفاده می شوند و به علت اتصال مستقیم به مادربورد، عملکرد بهتری دارند.

ب. کارت شبکه اکسترنال یا خارجی (External NIC):

این نوع کارت های شبکه به صورت خارجی به پورت های USB یا Thunderbolt کامپیوتر متصل می شوند. کارت های شبکه خارجی معمولاً برای لپ تاپ ها و دستگاه هایی که امکان نصب کارت داخلی ندارند، استفاده می شوند و به راحتی قابل حمل هستند.

3. بر اساس سرعت انتقال داده:

الف. کارت شبکه 10/100 Mbps:

این نوع کارت های شبکه قابلیت پشتیبانی از سرعت های 10 و 100 مگابیت بر ثانیه را دارند و معمولاً در شبکه های خانگی و کوچک استفاده می شوند.

ب. کارت شبکه گیگابیت (1 Gbps):

این نوع کارت های شبکه قابلیت پشتیبانی از سرعت 1 گیگابیت بر ثانیه را دارند و برای شبکه های سازمانی و کاربردهای با احتیاج به سرعت بالا مناسب هستند.

ج. کارت شبکه 10 گیگابیت (10 Gbps):

این نوع کارت های شبکه قابلیت پشتیبانی از سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه را دارند و برای کاربردهای با احتیاج به سرعت بسیار بالا مانند دیتاسنترها و سرورهای پیشرفته استفاده می شوند.

4. بر اساس نوع پروتکل شبکه:

الف. کارت شبکه اترنت (Ethernet NIC):

این نوع کارت های شبکه از پروتکل اترنت برای ارتباط با شبکه استفاده می نمایند و معمولاً در شبکه های محلی (LAN) استفاده می شوند.

ب. کارت شبکه فیبر نوری (Fiber NIC):

این نوع کارت های شبکه از پروتکل های فیبر نوری برای ارتباط با شبکه استفاده می نمایند و برای ارتباطات با سرعت بالا و فواصل طولانی مناسب هستند.

5. بر اساس نوع کاربرد:

الف. کارت شبکه سرور (Server NIC):

کارت شبکه سرور (Server NIC) یک نوع کارت شبکه است که به طور ویژه برای استفاده در سرورها طراحی شده است. این کارت ها معمولاً دارای ویژگی ها و قابلیت های پیشرفته ای مانند پشتیبانی از VLAN (شبکه های محلی مجازی)، QoS (کیفیت خدمات)، و قابلیت های مدیریت از راه دور هستند که به بهبود کارایی و مدیریت شبکه یاری می نمایند.

کارت های شبکه سرور بعلاوه معمولاً دارای سرعت های بالا مانند 10 گیگابیت بر ثانیه یا بیشتر هستند تا بتوانند حجم بالای ترافیک داده ها را به خوبی مدیریت نمایند. این کارت ها به علت پایداری و قابلیت اطمینان بالا، در محیط های دیتاسنتری و سازمان های بزرگ که احتیاج به ارتباطات شبکه ای پایدار و با کارایی بالا دارند، بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.

ب. کارت شبکه کامپیوتر یا دسکتاپ (Desktop NIC):

این نوع کارت های شبکه برای استفاده در کامپیوترهای دسکتاپ طراحی شده اند و معمولاً دارای ویژگی های ساده تری نسبت به کارت های سرور هستند. این کارت ها معمولاً به وسیله اسلات های PCIe یا PCI به مادربورد متصل می شوند و می توانند از تکنولوژی های مختلفی مانند اترنت، Wi-Fi، یا بلوتوث پشتیبانی نمایند. تفاوت اصلی بین کارت شبکه کامپیوتر و کارت شبکه سرور در اندازه کارایی، قابلیت ها، و پایداری آن ها است.

کارت های شبکه سرور معمولاً دارای سرعت های بالاتر، قابلیت های پیشرفته تری مانند پشتیبانی از VLAN و QoS، و امکانات مدیریتی بیشتری هستند که برای محیط های دیتاسنتری و سرورهای با بار کاری سنگین مناسب تر هستند. در مقابل، کارت های شبکه کامپیوتر برای استفاده های روزمره و کاربردهای خانگی یا اداری طراحی شده اند و معمولاً احتیاج به قابلیت ها و پایداری کمتری نسبت به کارت های شبکه سرور دارند.

ج. کارت شبکه لپ تاپ (Laptop NIC):

کارت شبکه لپ تاپ (Laptop NIC) یک قطعه سخت افزاری است که به لپ تاپ امکان اتصال به شبکه های محلی (LAN) یا بی سیم (Wi-Fi) را می دهد. این کارت ها معمولاً به صورت داخلی در لپ تاپ تعبیه شده اند و به مادربورد متصل می شوند. کارت های شبکه لپ تاپ می توانند از انواع مختلف اتصالات مانند اترنت (به وسیله پورت RJ-45) و Wi-Fi (به وسیله آنتن های داخلی یا خارجی) پشتیبانی نمایند. در بعضی مدل های پیشرفته تر، کارت های شبکه لپ تاپ حتی از تکنولوژی های جدیدتری مانند Wi-Fi 6 یا 5G نیز پشتیبانی می نمایند.

محل قرارگیری کارت شبکه داخلی معمولاً در نزدیکی لبه های لپ تاپ و در کنار سایر قطعات مهم مانند پردازنده و حافظه است، و دسترسی به آن ها برای تعمیر یا ارتقاء معمولاً احتیاجمند باز کردن قاب لپ تاپ است. این کارت ها به علت طراحی فشرده و بهینه سازی برای مصرف انرژی کم، به طور خاص برای استفاده در دستگاه های قابل حمل مانند لپ تاپ ها مناسب هستند.

بعضی اصطلاحات در کارت شبکه

در این بخش از راهنمای جامع کارت شبکه چیست خبرنگاران ، بعضی از اصطلاحات پرکاربرد کارت شبکه را معرفی می کنیم:

LOM چیست؟

کارت شبکه LAN on Motherboard (LOM) به گونه ای طراحی شده است که به صورت تعبیه شده بر روی مادربورد سیستم واقع شده است. این نوع کارت شبکه به هیچ CPU اضافی یا اسلات PCI احتیاج ندارد و مستقیماً بر روی برد اصلی نصب می گردد. این طراحی یکپارچه باعث می گردد که کارت شبکه به صورت داخلی و بدون احتیاج به قطعات اضافی عمل کند.

NIC Partitioning چیست؟

پارتیشن بندی NIC یا کارت شبکه به این معناست که هر پورت از یک کارت شبکه 10 گیگابیتی به سیستم عامل به عنوان چهار پارتیشن مجزا معرفی می گردد. به هر یک از این پارتیشن ها NPar یا FlexNIC گفته می گردد.

منبع: