Was ist eine Netzwerkkarte (NIC)? Alles, was Sie darüber wissen müssen

Eine Netzwerkkarte (NIC) ist eine Hardwarekomponente in elektronischen Geräten, die diese mit einem Netzwerk verbindet. Es gibt verschiedene Typen von NICs mit jeweils eingeschränkten Funktionen. Dieser Blogbeitrag erklärt Ihnen, was eine Netzwerkkarte beinhaltet, wie sie funktioniert, welche Funktionen sie bietet und welche Probleme sie häufig haben.

Was ist eine Netzwerkkarte?

Eine Netzwerkkarte, manchmal auch Netzwerkadapter oder Controller genannt, ist eine Hardwarekomponente. Sie ist typischerweise eine Leiterplatte (PCB), die hauptsächlich in Computern zu finden ist und Netzwerkverbindungen ermöglicht.

Mit Netzwerkkarten verbinden sich Geräte über das Internetprotokoll (IP) mit Netzwerken (kabelgebunden, drahtlos oder LAN). Lesen Sie diesen Leitfaden weiter, um mehr über Netzwerkkarten zu erfahren, d. h. über ihre Funktionen, Typen, Komponenten und mehr.

Wofür werden Netzwerkkarten verwendet?

Netzwerkkarten sind die Hauptquelle für die Verbindung von Geräten mit Netzwerken. Diese Hardware überträgt und empfängt Daten zwischen einem Gerät und einem Netzwerk. Netzwerkkarten (NICs) stellen dedizierte Verbindungspunkte zu Netzwerken bereit. Diese können sein:

• Lokales Netzwerk (LAN)
• Weitverkehrsnetz (WAN)
• Öffentliches Internet

NICs dienen zur Verwaltung von Datenströmen. Sie helfen, den Datenverkehr zu kontrollieren und eine optimale Netzwerkleistung sicherzustellen.

Wichtige Komponenten einer Netzwerkkarte

Netzwerkkarten gibt es in verschiedenen Typen und Ausführungen. Unabhängig vom Typ sind bestimmte Komponenten in allen Karten enthalten. Hier sind einige der wichtigsten Elemente:

Controller/Prozessor

Der Controller oder Prozessor einer Netzwerkkarte (NIC) verwaltet Datenströme zwischen Geräten und Netzwerken. Ihre Funktion ist:

• Verarbeitung eingehender und ausgehender Daten.
• Fehlerprüfung.
• Datenformatierung (vor allem Datenpakete gemäß Netzwerkprotokollen).

MAC-Adresse

Die MAC-Adresse (Media Access Control) ist eine eindeutige Identifikationsnummer, die jeder Netzwerkkarte zugewiesen wird. Sie dient der Erkennung von Geräten im lokalen Netzwerk. Darüber hinaus hilft sie Karten, Datenpakete an das richtige Ziel im Netzwerk zu leiten.

Transceiver

Diese Komponenten wandeln digitale Signale von Geräten in elektrische oder optische Signale um und ermöglichen so die Netzwerkübertragung. Ein Transceiver dient als Medium für die bidirektionale Kommunikation zwischen Netzwerk und Netzwerkkarte. Er gewährleistet den effizienten Datenversand und -empfang.

Busschnittstelle

Die Busschnittstelle der Netzwerkkarte stellt die Verbindung zwischen Hauptplatine und Karte her. Er überträgt Daten zu und von Prozessoren. Es gibt verschiedene Typen von Busschnittstellen, die sich in Geschwindigkeit und Architektur unterscheiden.

Speicher (Puffer)

Der Pufferspeicher speichert vorübergehend Daten auf einer Netzwerkkarte (eingehend und ausgehend). Er trägt dazu bei, den Datenverkehr bei hoher Auslastung reibungslos zu halten.

Anschluss/Port

Ein Anschluss oder Port stellt die physische Verbindung zwischen der Karte und dem Netzwerk her. Hier wird das Netzwerkkabel in die Karte eingesteckt.

Bei kabelgebundenen Netzwerkkarten werden meist RJ-45-Anschlüsse verwendet, während bei drahtlosen Karten Antennen oder interne Anschlüsse für die Signalübertragung verwendet werden.

LED-Anzeigen

Dies sind die LEDs auf einer Netzwerkkarte. Es sind in der Regel zwei davon vorhanden und liefern visuelle Statusinformationen wie Geschwindigkeit, Aktivität und Leistung.

Treiber-/Software-Schnittstelle

Um Systembefehle in Anweisungen umzusetzen, benötigen Netzwerkkarten einen Treiber. Die Software ermöglicht dem Betriebssystem eines Geräts die Kommunikation mit der Netzwerkkarte.

Profilhalterung

Eine Profilhalterung dient zur Platzierung einer Netzwerkkarte in einem Gehäuse. Diese Halterung stellt sicher, dass die Netzwerkkarte korrekt in den Erweiterungssteckplatz des Geräts passt. Es gibt Standard- und Low-Profile-Halterungen für unterschiedliche Gehäusegrößen.

Funktionsweise einer Netzwerkkarte

Netzwerkkarten arbeiten auf der Bitübertragungs- und Datenverbindungsschicht (in der Regel Schicht 1 und 2) des OSI-Modells (Open System Interconnection). So funktioniert eine Netzwerkkarte:

• Das Gerät sendet Daten über den Systembus an die Karte.

• Nach dem Empfang verarbeitet die Netzwerkkarte die Daten für die Übertragung.

• Die Netzwerkkarte kapselt die Daten in Frames und weist ihnen die MAC-Adresse zu, um Quell- und Zielgerät zu identifizieren.

• Zur Verwaltung des Datenflusses speichert die Netzwerkkarte den Frame vorübergehend in einem Pufferspeicher.

• Ein Transceiver wandelt digitale Daten in Signale (elektrisch oder optisch) um.

• Signale werden über den Netzwerkkartenanschluss an das Netzwerkkabel oder die Antenne übertragen.

• Karten empfangen eingehende Daten über denselbenPort, der Signale überträgt.

• Der Transceiver wandelt diese Signale wieder in digitale Daten um.

• Die Netzwerkkarte verarbeitet und formatiert die Daten für das Gerät.

• Die formatierten Daten werden über den Bus an den Systemspeicher des Geräts übertragen.

Typen von Netzwerkkarten

Netzwerkkarten werden je nach Verbindungstyp, Busschnittstelle und Porttyp in verschiedene Typen eingeteilt. Die wichtigsten sind:

1. Kabelgebundene Karten

Kabelgebundene Netzwerkkarten, auch Ethernet-Karten genannt, werden über physische Kabel mit einem Netzwerk verbunden. Sie eignen sich für Umgebungen, in denen Hochgeschwindigkeitsverbindungen erforderlich sind. Es gibt folgende Arten von kabelgebundenen Netzwerkkarten:

• Ethernet-Karten: Sie stellen die Verbindung zu einem Netzwerk über Ethernet-Kabel her.

• Glasfaserkarten: Sie verwenden Glasfaserkabel für den Anschluss an Netzwerke und ermöglichen ultraschnelle Verbindungen.

2. Drahtlose Netzwerkkarten

Drahtlose Netzwerkkarten (WNICs) benötigen im Gegensatz zu kabelgebundenen Karten keine physischen Kabel. Sie nutzen Antennen und Funkwellen, um Geräte und Netzwerke zu verbinden. Beispiele für diese Karten sind:

• WLAN-Karten: Nutzen Funkwellen, um Netzwerkverbindungen für tragbare Geräte herzustellen.

• Bluetooth-Adapter: Diese werden für Netzwerkverbindungen mit kurzer Reichweite verwendet und sind häufig in Kopfhörern, Ohrhörern, Tastaturen usw. zu finden.

• Mobilfunknetzwerkkarten: Sie beziehen sich auf Mobilfunkmodems und stellen Mobilfunkverbindungen her, indem sie auf mobile Daten in eingebetteten Systemen und Smartphones zugreifen.

3. Bustypen

Diese NIC-Typen verwenden verschiedene Busse, um Netzwerkverbindungen zwischen Geräten und Netzwerken herzustellen. Gängige Beispiele sind:

• PCI (Peripheral Component Interconnect): Dieser Standard ist älter, wird aber noch von einigen Systemen verwendet. Er dient zum Anschluss von Peripheriegeräten an einen Systembus.

• PCIe (Peripheral Component Interconnect Express): Dies ist ein neuer und schnellerer Standard, der ein serielles Kommunikationsprotokoll für Netzwerkverbindungen verwendet.

• USB (Universal Serial Bus): Dieser Standard wird hauptsächlich in externen Geräten ohne interne Steckplätze verwendet. Er nutzt eine universelle Schnittstelle auf Basis eines seriellen Bussystems, das Geräte und Netzwerke verbindet.

4. Geschwindigkeitstypen

Jede Netzwerkkarte hat eine Geschwindigkeitsbegrenzung. Basierend auf den Geschwindigkeitsklassen werden sie üblicherweise in die folgenden Typen unterteilt (kabelgebunden und drahtlos):

• 10 Mbit/s: Diese bieten 10 Megabit pro Sekunde und werden heutzutage selten verwendet.
• 100 Mbit/s: Verwendet den IEEE 802.3u-Standard und bietet 100 Megabit pro Sekunde, was für grundlegende Netzwerkanforderungen geeignet ist.
• 1 Gbit/s: Verwendet den Standard IEEE 802.3ab und bietet eine Geschwindigkeit von 1 Gigabit (1000 Mbit/s) pro Sekunde. Diese sind üblicherweise in Laptops und modernen Desktop-Geräten zu finden.

• > 10 Gbit/s: Diese Netzwerkkarten bieten eine Geschwindigkeit von mehr als 10 Gigabit pro Sekunde und verwenden unterschiedliche Standards. Sie werden häufig in Rechenzentren eingesetzt, in denen Hochgeschwindigkeitsnetzwerke erforderlich sind.

Fehlerbehebung bei häufigen NIC-Problemen

Netzwerkkarten können viele Probleme verursachen. Einige der häufigsten Probleme werden im Folgenden zusammen mit den entsprechenden Lösungen erläutert.

NIC wird vom System nicht erkannt

Manchmal wird eine NIC nicht korrekt vom System erkannt und verursacht Verbindungsprobleme. Dies passiert häufig beim Einsatz mehrerer NICs oder bei der Verwendung generalüberholter Hardware. Manchmal liegt es daran, dass Treiber nicht korrekt installiert wurden.

Beispiel: Ihre NIC soll angeblich von Intel stammen. Bei einer MAC-Adresssuche wird jedoch ein falscher Herstellername angezeigt. Das bedeutet, dass Sie es möglicherweise mit einem beschädigten, gefälschten Adapter zu tun haben.

Lösung:

Es gibt zwei Möglichkeiten, das Problem zu lösen.

Die erste Möglichkeit ist die Neuinstallation des Treibers. Wie Sie wissen, lädt der Hersteller den entsprechenden Treiber einfach aus dem Internet herunter und installiert ihn auf Ihrem Gerät.

Wenn das Problem weiterhin besteht, wählen Sie die zweite Möglichkeit: den Austausch der Hardware (Netzwerkkarte).

Schlechte Netzwerkleistung

Ein weiteres Problem mit Netzwerkkarten ist die schlechte Netzwerkleistung, die zu langsamen Internetgeschwindigkeiten führt. Dieses Problem kann viele Ursachen haben, darunter:

• Veraltete Treiber
• Fehlerhaftes Ethernet-Kabel
• Netzwerküberlastung
• Thermische Drosselung

Lösung:

Aktualisieren Sie Ihre Treiber und verwenden Sie ein Cat 5e- oder Cat 6-Kabel. Wechseln Sie zu einem weniger ausgelasteten WLAN-Kanal oder -Band (5 GHz statt 2,4 GHz). Stellen Sie sicher, dass Ihre Netzwerkkarte nicht überhitzt. Verwenden Sie sie in diesem Fall nach Möglichkeit in einem anderen PCIe-/USB-Steckplatz.

Zusammenfassung

Die obige Anleitung enthält alle wichtigen Informationen zu Netzwerkkarten für Einsteiger.