Tarjetas de red

¿Qué es una tarjeta de red?

Las tarjetas de red (también denominadas adaptadores de red, tarjetas de interfaz de red o NIC) actúan como la interfaz entre un ordenador y el cable de red. La función de la tarjeta de red es la de preparar, enviar y controlar los datos en la red.

Tarjeta de red

Por lo general, una tarjeta de red posee dos luces indicadoras (LED):

  • La luz verde corresponde a la alimentación eléctrica;
  • La luz naranja (10 Mb/s) o roja (100 Mb/s) indica actividad en la red (envío o recepción de datos). Para preparar los datos que se deben enviar, la tarjeta de red utiliza un transceptor, que transforma a su vez los datos paralelos en datos en serie. Cada tarjeta posee una dirección única denominada dirección MAC, asignada por el fabricante de la tarjeta, lo que la diferencia de las demás tarjetas de red del mundo.

Las tarjetas de red presentan configuraciones que pueden modificarse. Algunas de estas son: los interruptores de hardware (IRQ) la dirección de E/S y la dirección de memoria (DMA).

Para asegurar la compatibilidad entre el ordenador y la red, la tarjeta debe poder adaptarse a la arquitectura del bus de datos del ordenador y debe poseer un tipo de conexión adecuado al cable. Cada tarjeta está diseñada para funcionar con un tipo de cable específico. Algunas tarjetas incluyen conectores de interfaz múltiples (que se pueden configurar con caballetes, conmutadores DIP o software). Los conectores utilizados con más frecuencia son los RJ-45. Nota: Algunas topologías de red patentadas que utilizan cables de par trenzado suelen recurrir a conectores RJ-11. En algunos casos, estas topologías se denominan «pre-10BaseT«.

Por último, para asegurar la compatibilidad entre el ordenador y la red, la tarjeta debe ser compatible con la estructura interna del ordenador (arquitectura de bus de datos) y debe tener el tipo de conector adecuado para el cable que se está utilizando.

Las tarjetas de red se pueden clasificar en dos grandes grupos: las tarjetas de red por cable y las tarjetas de red inalámbricas. Las primeras se conectan mediante un cable al router o al módem, que son los dispositivos que nos dan acceso a Internet. Las segundas se conectan mediante señales wifi, que son ondas de radio que transmiten los datos sin necesidad de cables.

Las ventajas de las tarjetas de red por cable son que ofrecen una mayor velocidad, una mayor seguridad y una mayor estabilidad de la conexión. Las desventajas son que limitan la movilidad del ordenador y que dependen de la longitud y el estado del cable.

Las ventajas de las tarjetas de red inalámbricas son que permiten una mayor movilidad del ordenador y que no requieren cables. Las desventajas son que tienen una menor velocidad, una menor seguridad y una menor estabilidad de la conexión.

La velocidad de las tarjetas de red se mide en megabits por segundo (Mbps) o en gigabits por segundo (Gbps). Cuanto mayor sea la velocidad, más rápido podremos enviar y recibir datos. La velocidad de las tarjetas de red depende también de la velocidad del router, del módem y del proveedor de Internet.

Existen diferentes estándares o protocolos que regulan la forma en que se transmiten los datos entre las tarjetas de red. Algunos ejemplos son el Ethernet, el Wifi, el Bluetooth o el NFC. Cada uno tiene sus características, ventajas y desventajas.

¿Cuál es el rol de una tarjeta de red?

Una tarjeta de red es la interfaz física entre el ordenador y el cable. Convierte los datos enviados por el ordenador a un formato que puede ser utilizado por el cable de red, transfiere los datos a otro ordenador y controla a su vez el flujo de datos entre el ordenador y el cable. También traduce los datos que ingresan por el cable a bytes para que el CPU del ordenador pueda leerlos. De esta manera, la tarjeta de red es una tarjeta de expansión que se inserta a su vez en la ranura de expansión.

Preparación de datos

Los buses en las tarjetas de red son los componentes que permiten la comunicación entre el dispositivo de red y el resto del sistema informático. Los buses se encargan de transmitir los datos desde y hacia la tarjeta de red, así como de proporcionar la alimentación eléctrica y las señales de control necesarias para su funcionamiento.

Existen diferentes tipos de buses en las tarjetas de red, que se clasifican según su velocidad, ancho de banda, protocolo y forma física. Algunos de los buses más comunes son:

  • PCI: Es un bus estándar que se utiliza en la mayoría de los ordenadores personales. Tiene una velocidad de hasta 133 MB/s y un ancho de banda de 32 o 64 bits. Se conecta mediante una ranura en la placa base del ordenador.
  • PCI Express: Es una evolución del bus PCI que ofrece mayor velocidad y ancho de banda. Puede alcanzar hasta 16 GB/s y tiene un ancho de banda de 1, 2, 4, 8, 16 o 32 líneas. Se conecta mediante un conector en la placa base del ordenador.
  • USB: Es un bus universal que se utiliza para conectar diversos dispositivos periféricos al ordenador. Tiene una velocidad de hasta 5 GB/s y un ancho de banda de 8 bits. Se conecta mediante un cable al puerto USB del ordenador o a un hub USB.
  • Ethernet: Es un bus específico para la comunicación en redes locales. Tiene una velocidad de hasta 10 Gb/s y un ancho de banda de 8 bits. Se conecta mediante un cable al conector RJ-45 de la tarjeta de red o a un switch o router.

Los buses en las tarjetas de red son esenciales para el rendimiento y la compatibilidad de los dispositivos de red. Por ello, es importante elegir el tipo de bus adecuado según las características y necesidades del sistema informático y de la red a la que se va a conectar.

El rol del identificador

  • La tarjeta convierte datos e indica su dirección al resto de la red para que pueda distinguirse de las otras tarjetas de red.
  • Direcciones MAC: definidas por el IEEE (Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica), que asigna intervalos de direcciones para cada fabricante de tarjetas de redes.
  • Están inscriptas en los chips de las tarjetas; cada tarjeta posee una dirección MAC que le es propia y, por lo tanto, única en la red.

Otras funciones de las tarjetas de red

El ordenador y la tarjeta deben comunicarse entre sí para que puedan proceder al intercambio de información. De esta manera, el ordenador asigna parte de su memoria a las tarjetas que tienen DMA (Acceso directo a la memoria).

La interfaz de la tarjeta indica que otro ordenador está solicitando datos del ordenador. El bus del ordenador transfiere los datos de la memoria del ordenador a la tarjeta de red.

Si los datos se desplazan demasiado rápido como para que el adaptador proceda a su procesamiento, se colocan en la memoria del búfer de la tarjeta (RAM), donde se almacenan temporalmente mientras se siguen enviando y recibiendo los datos.

Envío y control de los datos

Antes de que la tarjeta de red que envía los datos los transmita, dialoga electrónicamente con la tarjeta de recepción con el objetivo de solucionar los siguientes temas:

  • Tamaño máximo de los bloques que se enviarán
  • Cantidad de datos a enviar antes de enviar la confirmación
  • Intervalos entre transmisiones de datos parciales
  • Período de espera antes de enviar la confirmación
  • Cantidad de datos que cada tarjeta puede contener antes de verse desbordada
  • Velocidad de la transmisión de datos Si una tarjeta más reciente y avanzada se comunica con una más lenta, se verán obligadas a compartir la misma velocidad de transmisión. Algunas tarjetas poseen circuitos que le permiten ajustarse a las velocidades de transmisión de cartas más lentas.

Existe entonces una aceptación y un ajuste de las configuraciones propias a cada una, antes de que se puedan enviar y recibir los datos.

Parámetros de configuración de la tarjeta

Las tarjetas de red presentan opciones de configuración: Entre ellas:

  • Interrupción (IRQ): en la mayoría de los casos, las tarjetas de red utilizan las IRQ 3 y 5. Se recomienda utilizar la IRQ 5 (si está disponible); la mayoría de las tarjetas la utilizan de manera predeterminada.
  • Dirección base de entrada/salida (E/S): cada dispositivo debe tener una dirección diferente para el puerto correspondiente.
  • Dirección de memoria: designa la ubicación de la memoria RAM en el ordenador. La tarjeta de red utiliza esta ranura como búfer la información que entra y sale. Esta configuración puede denominarse Dirección de inicio de RAM. Por lo general, la dirección de la memoria de la tarjeta es D8000. En algunas tarjetas se suele omitir el último 0. Se debe tener cuidado de no elegir de no elegir una dirección que ya esté siendo utilizada por otro dispositivo. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que, en ocasiones, algunas tarjetas de red no poseen una dirección de memoria configurable porque no usan las direcciones de la memoria RAM del equipo.
  • El transceptor

Nota:: Es posible configurar la tarjeta mediante un software. La configuración debe coincidir con la disposición de los caballetes o de los interruptores DIP (paquete en línea dual) que se encuentran en la tarjeta de red. Esta configuración suele proporcionarse con la documentación de la tarjeta. Muchas tarjetas recientes utilizan PnP (Plug and Play). Esto significa que no es necesario configurar la tarjeta manualmente, aunque en ocasiones es posible que se produzca algún tipo de problema con el hardware; si esto llegara a suceder, se recomienda desactivar la opción PnP y configurar la tarjeta manualmente.