La función de la tarjeta de red
Las tarjetas de red, también denominadas NIC (Network Interface Cards, tarjetas de interfaz de red), actúan como la interfaz o conexión física entre el equipo y el cable de red. Las tarjetas están instaladas en una ranura de expansión en cada uno de los equipos y en el servidor de la red.
Después de instalar la tarjeta de red, el cable de red se une al puerto de la tarjeta para realizar la conexión física entre el equipo y el resto de la red.
La función de la tarjeta de red es:
- Preparar los datos del equipo para el cable de red.
- Enviar los datos a otro equipo.
- Controlar el flujo de datos entre el equipo y el sistema de cableado.
- Recibir los datos que llegan por el cable y convertirlos en bytes para que puedan ser comprendidos por la unidad de procesamiento central del equipo (CPU).
En un nivel más técnico, la tarjeta de red contiene el hardware y la programación firmware (rutinas software almacenadas en la memoria de sólo lectura, ROM) que implementa las funciones de Control de acceso al medio y Control de enlace lógico en el nivel de enlace de datos del modelo OSI.
Preparación de los datos
Antes de enviar los datos por la red, la tarjeta de red debe convertirlos de un formato que el equipo puede comprender a otro formato que permita que esos datos viajen a través del cable de red.
Los datos se mueven por el equipo a través de unos caminos denominados buses. Realmente éstos son varios caminos de datos colocados uno al lado del otro. Como los caminos están juntos (paralelos), los datos se pueden mover en grupos en lugar de ir de forma individual (serie).
A los buses más antiguos, como aquellos utilizados en el primer equipo personal de IBM, se les conoce como buses de 8 bits porque en un momento dado podían mover 8 bits de datos. El equipo PC/AT utilizó un bus de 16 bits, lo que significa que en un momento dado podía mover 16 bits de datos. Los equipos actuales utilizan buses de 32 bits. Cuando los datos circulan en un bus del equipo, se dice que están circulando de forma paralela porque los 32 bits se están moviendo juntos. Piense en un bus de 32 bits como en una autovía de 32 carriles con 32 coches circulando juntos (de forma paralela), cada uno llevando un bit de datos.
Sin embargo, en un cable de red, los datos deben circular en un solo flujo de bits. Cuando los datos circulan en un cable de red se dice que están circulando en una transmisión en serie, porque un bit sigue a otro. En otras palabras, el cable es una autovía de un solo carril, y los datos siempre circulan en una sola dirección. El equipo puede estar enviando o recibiendo datos, pero nunca podrá estar haciendo las dos cosas al mismo tiempo.
La tarjeta de red toma los datos que circulan en paralelo y los reestructura, de forma que circulen por el cable de la red, que es un camino en serie de un bit. Esto se consigue convirtiendo las señales digitales del equipo en señales ópticas o eléctricas que pueden circular por los cables de la red. La componente responsable de esto es el transceptor (transmisor/receptor).
Direcciones de red
Además de la transformación de los datos, la tarjeta de red también tiene que anunciar su propia localización, o dirección, al resto de la red para diferenciarla de las demás tarjetas de red.
Una comisión del Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) asigna bloques de direcciones a cada fabricante de tarjetas de red. Los fabricantes graban las direcciones en los chips de la tarjeta mediante un proceso conocido como «marcado» de la dirección en la tarjeta. Con este proceso, cada tarjeta de red (y, por tanto, cada equipo) tiene una dirección única en la red.
La tarjeta de red también participa en otras funciones, como tomar datos del equipo y prepararlos para el cable de la red:
- El equipo y la tarjeta de red deben estar en comunicación para pasar datos desde el equipo a la tarjeta. En las tarjetas que pueden utilizar acceso directo a memoria (DMA), el equipo asigna una pequeña parte de su espacio de memoria a la tarjeta de red.
- La tarjeta de red envía una señal al equipo, pidiendo los datos del equipo.
- El bus del equipo traslada los datos desde la memoria del equipo a la tarjeta de red.
A menudo, los datos se mueven más deprisa por el bus o el cable de lo que la tarjeta de red puede gestionarlos, y entonces los datos se envían al búfer de la tarjeta, una parte reservada de la RAM. Aquí se mantienen temporalmente durante la transmisión y recepción de los datos.
Envío y control de datos
Antes de que la tarjeta de red emisora envíe datos a la red, mantiene un diálogo electrónico con la tarjeta de red receptora, de forma que ambas tarjetas se pongan de acuerdo en lo siguiente:
- Tamaño máximo de los grupos de datos que van a ser enviados.
- Cantidad de datos que se van a enviar antes de que el receptor de su confirmación.
- Intervalos de tiempo entre las cantidades de datos enviados.
- Cantidad de tiempo que hay que esperar antes de enviar la confirmación.
- Cantidad de datos que puede tener cada tarjeta antes de que haya desbordamiento.
- Velocidad de la transmisión de datos.
Si una tarjeta de red más moderna, rápida y sofisticada necesita comunicarse con una tarjeta de red más lenta y antigua, ambas necesitan encontrar una velocidad de transmisión común a la que puedan adaptarse. Algunas tarjetas de red más modernas incorporan circuitos que permiten que las tarjetas más rápidas se ajusten a la velocidad de las tarjetas más lentas.
Cada tarjeta de red le indica a la otra sus parámetros, aceptando o rechazando los parámetros de la otra tarjeta. Después de haber determinado todos los detalles de comunicación, las dos tarjetas comienzan a enviar y a recibir datos.
