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ネットワークインターフェースカード（NIC）とは | コンポーネント、種類、仕組みの説明

05 June 2025

ネットワークインターフェースカード（NIC）は、電子機器をネットワークに接続するためのハードウェアコンポーネントです。NICには様々な種類があり、それぞれに機能の限界があります。このブログ記事では、ネットワークインターフェースカードの構成、動作、機能、そして動作に影響を与える一般的な問題について解説します。

ネットワークインターフェースカードとは？

ネットワークインターフェースカードは、ネットワークアダプタやコントローラと呼ばれることもあるハードウェアコンポーネントです。通常はPCB（プリント回路基板）で、主にコンピューターに搭載されており、ネットワーク接続を容易にします。

ネットワークインターフェースカードを使用することで、デバイスはインターネットプロトコル（IP）を介してネットワーク（有線、無線、またはLAN）に接続します。このガイドを読み進めることで、ネットワークインターフェースカードの機能、種類、コンポーネントなどについてさらに詳しく知ることができます。

ネットワークインターフェースカードの用途

ネットワークインターフェースカードは、デバイスをネットワークに接続するための主要な手段です。このハードウェアは、デバイスとネットワーク間でデータを送受信します。NICは、ネットワークへの専用の接続ポイントを提供します。接続ポイントには、以下のものがあります。

ローカルエリアネットワーク (LAN)
ワイドエリアネットワーク (WAN)
パブリックインターネット

NICはデータフローの管理に使用されます。トラフィックを制御し、最適なネットワークパフォーマンスを維持するのに役立ちます。

ネットワークインターフェースカードの主要コンポーネント

ネットワークインターフェースカードには、さまざまな種類と設計があります。種類に関係なく、すべてのネットワークにいくつかのコンポーネントが含まれています。以下に、主要な要素をいくつかご紹介します。

コントローラ/プロセッサ

NICのコントローラまたはプロセッサは、デバイスとネットワーク間のデータフローを管理するために使用されます。その機能は以下のとおりです。

受信データと送信データの処理。
エラーチェックの実行。
データフォーマット（主にネットワークプロトコルに従ったデータパケット）。

MACアドレス

MAC（メディアアクセス制御）アドレスは、各NICに割り当てられる固有の識別番号です。ローカルネットワークに接続されたデバイスを認識するのに役立ちます。さらに、カードがデータパケットをネットワーク内の正しい宛先に誘導するのにも役立ちます。

トランシーバー

これらのコンポーネントは、デバイスからのデジタル信号を電気信号または光信号に変換し、ネットワーク伝送を容易にします。トランシーバーは、ネットワークとNIC間の双方向通信のための媒体を提供します。データの送受信が効率的に行われることを保証します。

バスインターフェース

NICのバスインターフェースは、マザーボードとカード間の接続を確立します。プロセッサ間でデータを転送します。バスインターフェースには様々な種類があり、それぞれ速度とアーキテクチャが異なります。

メモリ（バッファ）

バッファメモリは、ネットワークインターフェースカード上のデータ（受信データと送信データの両方）を一時的に保存します。アクティビティが集中しているときにトラフィックの流れをスムーズに保つのに役立ちます。

コネクタ/ポート

コネクタまたはポートは、カードとネットワーク間の物理的な接続を確立するコンポーネントです。ネットワークケーブルをカードに接続する場所です。

有線NICでは、主にRJ-45タイプのコネクタが使用され、無線カードではアンテナまたは内部コネクタが信号伝送に使用されます。

LEDインジケーター

ネットワークインターフェースカード上に表示されるLEDライトです。通常2つあり、速度、アクティビティ、電源などのステータス情報を視覚的に表示します。

ドライバー/ソフトウェアインターフェース

システムコマンドを命令に変換するには、NICカードにドライバーが必要です。このソフトウェアは、デバイスのOS（オペレーティングシステム）がネットワークインターフェースカードと通信できるようにします。

プロファイルブラケット

プロファイルブラケットは、NICをケースに収納するために使用されます。このケースは、NICがデバイスの拡張スロットに正しく収まるようにします。様々なケースサイズに合わせて、標準ブラケットとロープロファイルブラケットをご用意しています。

ネットワークインターフェースカードの動作

ネットワークインターフェースカードは、OSI（オープンシステム相互接続）モデルの物理層とデータリンク層（通常はレイヤー1とレイヤー2）で動作します。ネットワークインターフェースカードの動作シーケンスは次のとおりです。

デバイスはシステムのバスを介してカードにデータを送信します。

NIC は受信後、送信用にデータを処理します。

NIC はデータをフレームにカプセル化し、送信元デバイスと送信先デバイスを識別するための MAC アドレスを割り当てます。

データフローを管理するために、NIC はフレームをメモリバッファ内に一時的に保存します。

トランシーバはデジタルデータを信号（電気または光）に変換します。

信号は NIC ポートを介してネットワークケーブルまたはアンテナに送られます。

カードは、同じ信号を転送したポートです。

トランシーバーはこれらの信号をデジタルデータに戻します。

NICはデバイス向けにデータを処理およびフォーマットします。

フォーマットされたデータは、バスを介してデバイスのシステムメモリに渡されます。

ネットワークインターフェースカードの種類

接続タイプ、バスインターフェース、ポートタイプに基づいて、ネットワークインターフェースカードはさまざまなタイプに分類されます。主なものを以下に示します。

1. 有線カード

有線ネットワークインターフェースカード（イーサネットカードとも呼ばれます）は、ネットワークに物理的なケーブルを接続します。高速接続が必須の環境に適しています。有線ネットワークインターフェースカードには、以下の種類があります。

イーサネットカード: イーサネットケーブルを介してネットワークに接続します。

光ファイバーカード: ネットワークへの接続に光ファイバーケーブルを使用し、超高速接続を実現します。

2. ワイヤレスNIC

ワイヤレスネットワークインターフェースカード（WNIC）は、有線カードのように物理的なケーブルを使用しません。アンテナと無線電波を使用してデバイスとネットワークを接続します。これらのカードの例には、以下のものがあります。

Wi-Fi カード: 無線電波を利用してポータブルデバイスのネットワーク接続を確立します。

Bluetooth アダプター: 短距離ネットワーク接続に使用され、ヘッドフォン、イヤフォン、キーボードなどによく使用されています。

セルラーネットワークカード: セルラーモデムを指し、組み込みシステムやスマートフォンのモバイルデータにアクセスすることでセルラーネットワーク接続を確立します。

3. バスの種類

これらのタイプの NIC は、デバイスとネットワーク間のネットワーク接続を確立するために、異なるバスを使用します。一般的な例には以下のものがあります。

PCI (Peripheral Component Interconnect): これらは古い規格ですが、一部のシステムで現在も使用されています。周辺機器をシステムバスに接続するための規格です。

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）：ネットワーク接続を確立するためのシリアル通信プロトコルを含む、新しく高速な規格です。

USB（Universal Serial Bus）：主に内蔵スロットのない外付けデバイスで使用されます。デバイスとネットワークを接続するシリアルバスシステムに基づく汎用インターフェースを使用します。

4. 速度の種類

各ネットワークインターフェースカードには速度制限があります。速度の区分に基づいて、一般的に以下のタイプに分類されます（有線と無線の両方があります）。

10 Mbps: 10Mbps の速度を提供しますが、現在ではほとんど使用されていません。
100 Mbps: IEEE 802.3u 規格に準拠し、100Mbps の速度を提供します。基本的なネットワークニーズに適しています。
1 Gbps: IEEE 802.3ab 規格に準拠し、1Gbps (1000 Mb) の速度を提供します。通常、ノートパソコンや最近のデスクトップデバイスに搭載されています。

> 10 Gbps: これらのNICは10ギガビット/秒を超える速度を提供し、さまざまな規格を採用しています。高速ネットワークが求められるデータセンターでよく使用されます。

一般的なNICの問題のトラブルシューティング

ネットワークインターフェースカード（NIC）は多くの問題を引き起こす可能性があります。以下では、よくある問題とその解決策について説明します。

NICがシステムに認識されない

NICがシステムに正しく認識されず、接続の問題が発生する場合があります。これは、複数のNICを使用している場合や、再生ハードウェアを使用している場合によく発生します。また、ドライバーが正しくインストールされていないことが原因で発生する場合もあります。

例えば、NICがIntel製であると主張しているにもかかわらず、MACアドレス検索を実行すると、ベンダー名が一致しないというメッセージが表示されます。これは、破損した偽造アダプターを扱っている可能性があることを意味します。

解決策:

この問題には2つの解決策があります。

1つ目は、ドライバーを再インストールすることです。ご存知のとおり、メーカーはインターネットから関連するベンダーのドライバーをダウンロードし、デバイスにインストールするだけです。

問題が解決しない場合は、2つ目の選択肢、つまりハードウェア（NIC）の交換を試してください。

ネットワークパフォーマンスの低下

NICのもう1つの問題は、ネットワークパフォーマンスの低下です。これはインターネット速度の低下につながります。この問題には、以下を含む多くの原因が考えられます。

古いドライバー
不良なイーサネットケーブル
ネットワークの混雑
サーマルスロットリング

解決策:

ドライバーを更新し、Cat 5e または Cat 6 ケーブルの使用を検討してください。混雑の少ないケーブルに切り替えてください。適切なWi-Fiチャンネルまたは帯域（2.4GHzではなく5GHz）を使用してください。NICが過熱していないことを確認してください。もしそうなら、別のPCIe/USBスロットでNICを使用してみてください（可能であれば）。