Netzwerkadapter FGT-IT-12 Netzwerke planen und installieren Dr. Hergen Scheck, BBS Lüchow
Der Netzwerkadapter Netzwerk IO-Bus CPU Cache Speicher Netzwerkadapter Interface Leitungs- Interface Speicher Netzwerkadapter
Welche Aufgaben hat ein Netzwerkadapter?
Aufgaben des Adapters Die zu übertragenen Bits müssen in elektrische Signale umgewandelt werden (Leitungskodierung). Der Zugriff auf ein von mehreren Knoten genutztes Übertragungsmedium muss geregelt werden (Medienzugriffssteuerung). Mehrere Bits müssen zu Paketen (hier Frames genannt) zusammengefasst und gemeinsam übertragen werden. Fehler bei der Datenübertragung müssen erkannt und ggf. korrigiert werden. Die Frames müssen zuverlässig dem Empfänger zugestellt werden.
Einordnung in das OSI-Referenzmodell Anwendungsschicht Darstellungsschicht Anwendungsschichten Sitzungsschicht Transportschicht Aufgaben des Netzwerkadapters Vermittlungsschicht Sicherungsschicht Systemschichten Frame-Erzeugung Bitübertragungsschicht Leitungskodierung
Leitungskodierung
Verfahren der Leitungskodierung Bits 1 NRZ (Non-Return to Zero) Manchester NRZI (Non-Return to Zero Inverted) Wie wurden die Codes generiert?
Kriterien Bandbreiteneffizienz: Taktregenerierbarkeit: Die Bandbreite soll möglichst gut zur Übertragung von Bits genutzt werden. Taktregenerierbarkeit: Damit Sender und Empfänger nicht „aus dem Takt“ geraten, sollte ein in nicht zu langen Abständen ein Wechsel zwischen „High“ und „Low“ erfolgen. Gleichspannungsanteil: Eine lange Folge von „High“- oder „Low“-Signalen bewirkt eine Gleichspannung auf der Leitung. Der Pegel für die Signalerkennung („High“/“Low“) wird aus Mittelwerten der Leitungsspannungen gebildet und kann sich verschieben (Baseline Wander).
Vergleich der Verfahren NRZ Manchester NRZI Bandbreiteneffizienz Taktregenerierbarkeit Gleichspannungsanteil Verfahren NRZ Manchester NRZI Bandbreiteneffizienz X Taktregenerierbarkeit Gleichspannungsanteil
4B/5B-Kodierung Welche Vorteile bietet diese Form der Codierung? 4-Bit-Datensymbol 5-Bit-Code 0000 11110 1000 10010 0001 01001 1001 10011 0010 10100 1010 10110 0011 10101 1011 10111 0100 01010 1100 11010 0101 01011 1101 11011 0110 01110 1110 11100 0111 01111 1111 11101 Welche Vorteile bietet diese Form der Codierung?
Vorteile des 4B/5B-Codes Es gibt höchstens eine führende und zwei nachgestellte Nullen. Das Symbol 0 kann nicht öfter als 3 mal hintereinander auftreten. Eine nachfolgende Codierung mit dem NRZI, der einen Gleichspannungspegel bei aufeinanderfolgenden Einsen verhindert, ergibt sich eine optimale Codierung. Eine Dauerfolge von 0 oder 1 wird so vermieden. Die Bandbreiteneffizienz beträgt 4/5 = 80%.
Zusammenfassung Ein Netzwerkadapter deckt in der Regel die OSI-Schichten 1 und 2 ab. Die Daten müssen zur Übertragung über eine Leitung in elektrische Signale kodiert werden. Dies ist die Aufgabe der Bitübertragungsschicht (Schicht 1).