Netzwerkkarte (Netzwerkadapter, NIC)

Die Netzwerkkarte (Netzwerkadapter, NIC) ist ein Gerät, das einen Computer oder Server mit dem Netzwerk verbindet und Daten in Form von Frames austauscht. Sie wandelt die Daten des Computers in Signale für die Übertragung über Kabel oder Wi-Fi um und hat eine eindeutige MAC-Adresse, an der das Netzwerk sie findet.

Was ist eine Netzwerkkarte

Netzwerkkarte (NIC, Network Interface Card) — das ist eine Komponente des Computers, die seine Verbindung mit dem Netzwerk Ethernet, Wi-Fi oder Glasfaser sicherstellt. Die Hauptfunktion der Netzwerkkarte ist der Empfang und die Übertragung von Daten: Sie nimmt die digitalen Daten der Anwendungen, bildet daraus Netzwerk-Frames, fügt die MAC-Adressen von Absender und Empfänger hinzu und sendet sie in das Übertragungsmedium (Kabel oder Funkkanal). Auf dem Rückweg empfängt die Karte Frames, erkennt die eigenen und übergibt sie an das Betriebssystem. Moderne Netzwerkkarten können in das Mainboard integriert sein (in der Regel 1–2,5 Gbit/s), in einen PCIe-Steckplatz eingebaut werden (von 1 bis 100 Gbit/s) oder über USB angeschlossen sein. Für Server werden Karten mit Unterstützung von Port-Aggregation, VLAN und Protokoll-Offloading verwendet, das die Prozessorlast reduziert.

Typen und Geschwindigkeiten

Nach der Datenübertragungsgeschwindigkeit werden die Adapter in Klassen eingeteilt: Fast Ethernet — 100 Mbit/s (veraltet); Gigabit Ethernet — 1 Gbit/s, Standard für Arbeitsrechner; 2,5 und 5 GbE — beschleunigt für neue PCs und Server; 10/25/40/100 GbE — für Rechenzentrumsserver, Speichersysteme und den Netzwerkkern. Nach der Schnittstellenart: PCIe-Adapter (intern), USB-Adapter (für Laptops und kleine Systeme) und in das Mainboard integrierte. Nach dem Übertragungsmedium: Kupfer (Twisted Pair RJ-45), optische (SFP/SFP+-Module) und drahtlose (Wi-Fi/Wi-Fi 6E). Die Netzwerkkarte arbeitet auf der Sicherungsschicht und interagiert mit dem Switch: Dieser leitet Frames nach der MAC-Adresse von einem Adapter zum anderen.

Einrichtung und Diagnose der Netzwerkkarte

Für den stabilen Betrieb werden aktuelle Treiber installiert und geprüft, dass Geschwindigkeit und Duplex automatisch mit dem Switch-Port abgestimmt werden. Bei geringer Leistung werden Link-Status und Fehlerzähler in den Adaptereigenschaften geprüft, die Firmware aktualisiert und bei Bedarf die Energiesparfunktion (Green Ethernet) deaktiviert, die die Übertragung verlangsamt. Für Server werden Port-Aggregation (LACP/Teaming) und Protokoll-Offloading konfiguriert, das die Prozessorlast reduziert, und die Diagnose erfolgt mit den Betriebssystemwerkzeugen und Verkehrsanalysatoren. Der Kartenausfall zeigt sich in Verbindungsverlust, Verzögerungen oder Fehlern auf der Sicherungsschicht, daher werden für kritische Server Reserveports nach Failover-Schema verwendet und ein Reserveadapter für den schnellen Austausch ohne Unterbrechung bereitgehalten.

Bei der Auswahl einer Netzwerkkarte für einen Arbeitsplatz orientiert man sich an der Portgeschwindigkeit (1 Gbit/s reicht für die meisten Aufgaben) und der Anschlussschnittstelle (PCIe oder USB). Für Server wählt man Modelle mit zwei und mehr Ports, Unterstützung von Protokoll-Offloading und Virtualisierungsfunktionen (SR-IOV), was die Leistung beim Betrieb vieler virtueller Maschinen erhöht. Der Preis des Adapters steigt mit der angegebenen Geschwindigkeit und dem Funktionsumfang, daher lohnt es sich für normale Arbeitsplätze nicht, für mehrportige Industriemodelle zu überzahlen.