네트워크 어댑터란? NIC의 기능, 구성 및 분류

인공 지능, 빅 데이터, 분산 스토리지의 증가하는 추세에 대응하여 네트워크 가장자리에서 실시간 애플리케이션과 서비스를 지원하기 위해 더 낮은 대기 시간이 필요합니다. 거의 모든 부문에서 디지털 변환이 이루어지고 5G 및 IoT와 같은 서비스를 제공하기 위한 방법을 찾기 때문에 데이터 센터가 빠르게 증가했으며, 이는 서버 인프라의 컴퓨팅 노드에서 CPU에 높은 압력을 가했습니다. CPU 중심의 온로드 모드에서 데이터 중심의 오프로드 모드로의 전환은 부분적으로 서버 네트워크 어댑터로 인해 가능해졌습니다. 최근 업계에서는 컴퓨터 컴퓨팅, 데이터 센터, 고속 인터페이스, 병렬 기능 및 리소스 가상화의 많은 새로운 매혹적인 시나리오에 필요한 Zoom의 새로운 작품을 적극적으로 출시했습니다. 기가비트와 10기가비트에서 PCI-X 및 PCIe NIC는 광범위한 사용으로 인해 시중에 많은 유형의 어댑터가 있습니다. 이 글에서는 네트워크 카드에 대한 전체적인 관점을 제공하고, 네트워크 카드의 정의, 기능, 구조, 종류에 대한 배경 지식을 제공합니다.

NIC란 무엇입니까?
NIC는 네트워크 인터페이스 카드를 의미하며 네트워크 인터페이스 컨트롤러라고도 합니다. 이는 본질적으로 두 번째 링크 계층인 네트워크 카드에서 작동하는 컴퓨터 하드웨어 구성 요소입니다. 일반적으로 네트워크 연결을 위해 컴퓨터에 있는 인쇄 회로이며 컴퓨터에 전용 네트워킹 기능을 제공합니다. 네트워크 어댑터는 컴퓨터 네트워킹에 매우 작은 요소이지만 그 존재는 매우 중요합니다. 일부 네트워크 어댑터는 네트워크에서 유선 또는 무선 모뎀을 통해 전송되는 데이터를 인코딩하는 멀티 모뎀 역할을 합니다. NIC가 컴퓨터 네트워크에서 내부 상호 연결 장치로 물리적 및 네트워크 계층 프로토콜에서 작동한다는 사실 외에도 패킷 형태로 PC에서 신호를 송수신할 수도 있습니다. OSI 모델의 물리적 계층에서 상위 계층에 이르기까지 컴퓨터/서버 및 데이터 네트워크에 대한 연결 역할을 담당합니다. 사용자가 웹 페이지를 요청하면 LAN은 사용자 장치에서 정보를 수집하여 네트워크 서버로 전달한 다음 사용자에게 표시하기 위해 필요한 정보를 찾습니다.

NIC의 구성 요소
전통적으로 네트워크 어댑터는 컨트롤러, 부팅 ROM 슬롯, 하나 이상의 슬롯으로 구성됩니다. NIC 포트, 마더보드 포트, ​​LED 표시기, 브래킷 및 기타 전자 부품. 각 구성 요소에는 고유한 기능이 있습니다.

• 컨트롤러: 네트워크 인터페이스 컨트롤러는 네트워크 카드의 심장이지만, NIC의 성능에 큰 영향을 미칩니다. 컨트롤러는 CPU처럼 들어오는 데이터를 처리합니다.
• 부트 ROM 슬롯: 이 특정 슬롯을 통해 부트 ROM 기능을 활성화할 수 있으며, 이를 통해 네트워크는 디스크 없는 워크스테이션을 보유할 수 있어 하드웨어 지출을 줄이는 동시에 보안 수준을 높일 수 있습니다.
• NIC 포트: 이는 일반적으로 현재 및 무선 이더넷 케이블과 관련이 있으며, 이더넷 케이블이나 광 모듈이 네트워크 케이블이나 광섬유 점퍼를 통해 연결되고 신호를 수신합니다.
• 버스 인터페이스: 이 특정 인터페이스는 회로 기판의 가장자리 중 하나에 위치합니다. 버스 인터페이스라고도 합니다. 골든 핑거스 지스반은 네트워킹 및/또는 서버, 이 경우 네트워크 카드의 목적을 위한 컴퓨터 마더보드 확장 슬롯을 의미합니다.
• LED 표시등: 이 표시등은 사용자가 네트워크 어댑터가 네트워크에 연결되었는지, 데이터가 전송되고 있는지 또는 어댑터가 작동하는지 여부를 알 수 있는 곳을 보여줍니다. 링크 또는 동작 표시등은 사용자에게 동작 관계가 표시되고 있음을 알려주고, 전체는 사용 중지를 나타내는 가득 찬 비어 있는 표시등이며, 전원은 전원 표시등입니다.
• 브래킷: PCI 네트워크 카드 시장에는 업계의 두 가지 브래킷이 있습니다. 하나는 높이가 120mm인 풀 하이트 브래킷이고, 다른 하나는 높이가 80mm인 하프 하이트 브래킷입니다. 이 브래킷은 사용자가 컴퓨터나 서버의 확장 슬롯에서 네트워크 카드를 지지하는 데에도 사용됩니다.

NIC의 종류
네트워크 어댑터는 버스 인터페이스, 전송 속도 및 응용 영역에 따라 다음과 같은 유형으로 분류할 수 있습니다.

프로토콜별 분류:
전송 프로토콜에 따라 네트워크 어댑터는 이더넷 카드, FC 카드 및 IB 카드의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

• 이더넷 카드: 이더넷 어댑터는 IP 프로토콜을 전송 프로토콜로 사용하는 컴퓨터에 추가된 것입니다. 이더넷 어댑터는 꼬인 쌍 케이블이나 광섬유 케이블을 사용하여 이더넷 스위치에 연결하는 것이 더 좋습니다. 데이터 전송은 광섬유 케이블을 사용하여 광 포트에서 발생하며 일반적인 모듈 인터페이스는 SFP, QSFP 등입니다. 광섬유 케이블에는 LC, SC, MPO와 같은 해당 커넥터가 있습니다. 대부분의 전기 포트는 대부분 꼬인 쌍 케이블과 함께 사용할 수 있다는 점에서 RJ45 유형과 유사합니다. 그러나 일부 인터페이스에는 최소한으로 사용되는 동축 케이블이 포함됩니다.
• FC 카드: 매우 과학적인 이름: 파이버 채널. 파이버 채널 프로토콜을 기반으로 파이버 채널 스위치에 광섬유 전송을 목표로 하는 광학 장치로 구성됩니다. 이러한 파이버 채널 스위치에는 광학 및 전기 연결이 모두 있습니다. 연결 및 전송을 위한 포트는 일반적으로 SC 및 LC이고, 사용되는 이더넷 연결 카드의 포트는 HSSDC 커넥터입니다. DB9 스타일 커넥터 내에는 전기 인터페이스 유형이 들어 있습니다.
• IB 카드: Infiniband 모바일 카메라는 FC/IP SAN 장치, NAS 장치 및 서버를 연결하고 iSCSI RDMA 스토리지 프로토콜로 작동합니다. InfiniBand 어댑터는 최첨단 초저지연, 초고처리량 컴퓨터 방법과 네트워크 엔진 복합체를 채택하여 오늘날의 워크로드에 필요한 예상 속도, 확장성 및 풍부한 기술 기능을 애플리케이션에 제공합니다.

전송 속도에 따른 분류:

사용 가능한 각 속도에 맞는 디지털 자가 적응형 카드에는 10/100Mbps 카드, 1000Mbps 또는 기가비트 카드, 각각 10와 25의 구성 가능한 속도 카드가 있으며 훨씬 더 강력합니다.

10/100은 가장 일반적인 자체 적응형 카드 NIC이며 미래의 사용자 인터페이스가 될 것으로 기대됩니다. 10가지 속도와 100포인트의 고속 이더넷, 그리고 이전의 XNUMXMbps 네트워크와 XNUMXMbps의 새로운 네트워크 장치 호환성을 갖춘 스나이퍼입니다. 그래서 사용자들로부터 좋은 호응을 얻었습니다.

더 많은 경험이 필요한 사용자에게 이 높은 대역폭은 이더넷에서 일반적입니다. 기가비트 이더넷은 구리 도약에서 작동하고 최대 1Gbps의 대역폭을 제공하는 고급 로컬 에어리어 네트워크 기술입니다. 인터넷을 통한 아날로그 파동 정보의 수신은 비트 단위였습니다. 기가바이트 광대역 주파수를 사용하는 Nethandmic 단일은 해당 네트워크 카드입니다. 또한 초당 1기가비트의 전체 대역폭에 도달합니다. 기가비트 네트워크 어댑터와 함께 표준으로 제공되는 이러한 인터페이스에는 구리 꼬인 쌍 RJ 45 커넥터를 사용하는 두 가지 유형이 있습니다. 두 번째는 기가비트 파이버 Sfp Gbic 연결입니다.

• 10G 파이버 네트워크 카드: 10G 이더넷 카드가 주류입니다. 기가비트 이더넷 카드와 마찬가지로 10G 이더넷 카드는 단일 모드 또는 다중 모드 광섬유를 지원합니다. 10G 이더넷 카드를 사용하면 네트워크 사업자가 더 자유롭게 데이터 센터를 찾고 서로 80km 이내의 여러 캠퍼스 네트워크를 동시에 지원할 수 있습니다. 데이터 센터에서 저비용 다중 모드 광섬유는 스위치와 스위치 간, 스위치와 서버 간 10G 네트워크의 백본으로 사용할 수 있습니다.

• 25G 파이버 네트워크 어댑터: 10G 광섬유 네트워크 어댑터와 비교하여 25G 광섬유 네트워크 어댑터의 더 큰 대역폭은 고성능 컴퓨팅 클러스터의 네트워크 요구 사항을 충족합니다. 100G 이상의 속도의 네트워크 업그레이드에서 25G 광섬유 네트워크 어댑터는 필수 인프라 중 하나입니다. 10G/40G에서 25G/100G로 데이터 센터를 업그레이드하는 과정에서(서버 인터페이스는 25G, 스위치 상호 연결 인터페이스는 100G) 25G 절대 인식을 위해 Google, Microsoft 및 기타 대규모 클라우드 제공업체를 포함하여 점점 더 많은 사람들이 25GbE를 지원합니다.

• 40G 광섬유 네트워크 카드: 40G QSFP+ 포트로 주로 서버 및 고급 장치에 사용됩니다. QSFP 광 포트 40G 파이버 네트워크 어댑터는 8기가비트 네트워크 성능이 최적화된 모든 PCI Express X40에 간편하게 통합되어 시스템 입/출력이 고성능 네트워크 애플리케이션에서 병목 현상이 되지 않도록 합니다. 40Gbps 전송 대역폭과 PCI-E X8 표준 슬롯을 지원하여 네트워크 카드의 효율적이고 안정적인 작업을 보장합니다. 또한 네트워크 어댑터는 VLAN, QOS 정책 및 트래픽 제어와 같은 기능을 지원하므로 중대형 LAN 애플리케이션에 적합합니다.

• 100G 광섬유 네트워크 어댑터: 대량 데이터 전송에 대한 수요가 증가함에 따라 서버는 일반적으로 데이터 처리에 대한 높은 수요를 충족하기 위해 여러 개의 네트워크 어댑터를 설치해야 합니다. 이 기능 때문에 데이터 센터 네트워크는 10G에서 100G 네트워크 어댑터 또는 그 이상의 속도로 점진적으로 업그레이드됩니다. 100G 네트워크 어댑터는 높은 처리량, 낮은 대기 시간 네트워크 처리, CPU가 네트워크 기능을 오프로드하도록 지원하는 기능을 갖추고 있어 CPU 컴퓨팅 전력을 절약하고 전력 소비를 최대로 줄일 수 있습니다.

버스 인터페이스 유형별 분류:

• ISA 네트워크 카드: Industry Standard Architecture 네트워크 카드는 1981년에 제조되었습니다. 구조는 버스였으며, IBM 장치와 통합할 수 있었습니다. 그러나 ISA 버스 인터페이스의 I/O 작동 속도가 비교적 느리기 때문에 1990년대 초 PCI 버스 기술이 도입되면서 후자는 덜 자주 사용되기 시작했으며 오늘날에는 찾기가 매우 어렵습니다.
• PCI 네트워크 카드: 주변 장치 상호 연결 또는 PCI라고도 합니다. 1993년에 도입된 개인용 컴퓨터의 로컬 버스 표준으로는 매우 새로운 것입니다. I/O 속도가 ISA 버스 네트워크 카드 I(ISA는 최고 속도가 33MB/s이고 오늘날의 PCI 64비트의 데이터 전송 속도는 266MB/s)보다 훨씬 우수했기 때문에 이전 ISA 표준을 대체했습니다. 이 유형의 네트워크 카드는 원래 서버에서 사용되었지만 나중에 데스크톱 컴퓨터에서 꽤 흔해졌습니다. 주요 네트워크 인터페이스 카드 유형입니다. 오늘날 대부분의 컴퓨터에는 확장 카드가 없으며 대신 내장 네트워크 카드가 있습니다. 따라서 오버헤드 PCI 네트워크 카드는 다른 통합 버스 PCI-X 또는 USB 버스 인터페이스로 대체되었습니다.
• 네트워크 PCI-X 카드: PCI-X는 PCI 버스 기술의 원래 버전입니다. 이전 PCI에 비해 I/O 속도를 두 배로 높이는 동시에 PCI 인터페이스로 제한되었던 처리량도 증가시켰습니다. 각 표준 PCI-X 버스 인터페이스 카드는 32비트 버스 폭을 기반으로 하며 64비트 작업이 가능하며 1064MB/s로 더욱 증가합니다. PCI-X 확장 슬롯은 일반적으로 PCI-NIC를 지원합니다.
• PCle 네트워크 카드: PCIe 카드는 마더보드의 인터페이싱 포트로 사용되는 PCIe 포트를 보유한 네트워크 인터페이스입니다. 설명하자면, 장치는 호스트, 서버 및 네트워크 스위치에서 사용 가능한 PCIe 포트에 PCI 기반 카드를 삽입할 수 있습니다. 오늘날의 컴퓨터 마더보드에는 PCIe 카드용으로 설계된 특정 PCIe 슬롯이 있습니다. 일반적으로 슬롯의 폭은 네트워크 카드의 폭을 늘리거나 그 이상 늘립니다.

FiberMall은 Intel 및 NVIDIA 컨트롤러 칩을 기반으로 1000M, 10G, 25G, 40G, 100G, 단일 포트, 이중 포트 및 4포트 광섬유 NIC를 독립적으로 개발하고 맞춤형 광섬유 NIC 솔루션을 제공합니다.

분류	파이버몰 PN	제어 장치	제품 사양
기가비트 NIC	FMI210-1G-S1	Intel I210	PCIe x1 기가비트 SFP 1 포트 파이버 어댑터
기가비트 NIC	FM82576-1G-S2	인텔 82576	PCIe x4 기가비트 SFP 듀얼 포트 파이버 어댑터
기가비트 NIC	FMI350-1G-S4	Intel I350	PCIe x4 기가비트 SFP 쿼드 포트 파이버 어댑터
10Gb NIC	FM82599EN-10G-S1	인텔 82599EN	PCI Express x8 단일 포트 SFP+ 10기가비트 서버 어댑터
10Gb NIC	FM82599ES-10G-S2	인텔 82599ES	PCI Express x8 듀얼 포트 SFP+ 10기가비트 서버 어댑터
10Gb NIC	FMX710-10G-S2	인텔 X710-BM2	PCI Express v3.0 x8 10기가비트 듀얼 포트 이더넷 서버 어댑터
10Gb NIC	FMXL710-10G-S4	인텔 XL710-BM1	PCI Express v3.0 x8 10기가비트 쿼드 포트 이더넷 서버 어댑터
25Gb NIC	FMXXV710-25G-S2	인텔 XXV710	PCIe v3.0 x8 25기가비트 듀얼 포트 이더넷 서버 어댑터
25Gb NIC	4121A-ACAT-25GS2	엔비디아 4121A-ACAT	ConnectX-4 Lx EN 네트워크 어댑터, 25GbE 듀얼 포트 SFP28, PCIe3.0 x 8
40Gb NIC	FMXL710-40G-Q1	인텔 XL710-BM1	PCIe v3.0 x8 40기가비트 1포트 서버 이더넷 어댑터
40Gb NIC	FMXL710-40G-Q2	인텔 XL710	PCIe v3.0 x8 40기가비트 듀얼 포트 서버 이더넷 어댑터
100Gb NIC	FME810-100G-Q2	인텔 E810-CAM2	PCIe v4.0 x16 100기가비트 듀얼 포트 서버 이더넷 어댑터

결론

다양한 애플리케이션 시나리오에는 다양한 유형의 NIC가 필요하며, 단일 NIC로는 다양하고 복잡한 가속 시나리오를 처리하기 어렵습니다. 시장 열기와 기술 역량이 향상됨에 따라 향후 네트워크 어댑터 시장은 최신 OCP NIC 3.0과 같은 더 많은 기회를 제공할 것입니다. 따라서 가정에서 사용할 PC 네트워크 카드나 기업 또는 데이터 센터를 위한 서버 네트워크 카드를 찾고 있든, 구매하기 전에 네트워크 카드의 기본 사항을 잘 이해하는 것이 필요합니다.

추천 읽기:

네트워크 인터페이스 이해: 핵심 개념 및 중요성 설명

네트워크 카드, 어댑터 및 네트워크 인터페이스 카드(NIC) 이해

네트워크 어댑터 이해: 컴퓨터 네트워크 효율성 향상