Una scheda di rete, o scheda di interfaccia di rete (NIC, dall’inglese Network Interface Card), è un componente hardware che consente al computer di connettersi a una rete. Quando una scheda è danneggiata, il computer non è in grado di connettersi alla rete, anche se il router è in buone condizioni. La scheda include un’interfaccia fisica, come una porta Ethernet, che consente al computer di collegarsi a una rete cablata, e un’interfaccia logica, come un driver, che consente al sistema operativo del computer di comunicare con la scheda di rete.
Oggi spiegheremo ai nostri lettori come funziona una scheda di rete, quali protocolli utilizza per il suo corretto funzionamento e quali sono i componenti. Iniziamo!
La scheda di rete nasce da una necessità storica
La scheda di rete è stata inventata dal leggendario Robert Metcalfe, un ingegnere del MIT, nel 1973. Robert aveva bisogno di una tecnologia più veloce, qualcosa che potesse collegare le decine di computer dell’edificio. La scheda diventò a quel punto necessaria con lo sviluppo dei computer, cioè si aveva urgente necessità di condividere dati e risorse tra di essi. Prima dell’invenzione della scheda di rete, i computer erano isolati gli uni dagli altri e non potevano comunicare tra di loro. A Robert questo non piaceva. Voleva creare un’affabile comunità di computer.
Metcalfe, insieme ai suoi colleghi del MIT, stava lavorando a un progetto di ricerca che mirava a creare un sistema di computer interconnesso. Durante il progetto, Metcalfe si rese conto che era necessario concepire un mezzo per collegare i computer, in modo che potessero comunicare tra di loro. Nel 1973, presentò un brevetto per una scheda: consentiva ai computer di comunicare tra di loro attraverso un cavo. Questa scheda di rete fu chiamata “Ethernet” ed è diventata lo standard per le reti locali.
L’Ethernet ha reso possibile la condivisione di dati e risorse tra computer, e ha permesso lo sviluppo di reti locali (LAN) e poi di reti globali (WAN) come l’Internet. Oggi, la scheda di rete è un componente essenziale per qualsiasi computer e permette di collegarsi ad internet, a reti locali e a molte altre applicazioni. Insomma, è arduo farne a meno.
Prima di spiegare il suo funzionamento, è meglio capire i componenti della scheda.
Analizziamo i componenti della scheda di rete
Abbiamo una scheda sotto gli occhi. La struttura si presenta come l’immagine qui sopra. Una scheda di rete è composta da diversi componenti hardware che lavorano insieme per consentire la comunicazione su una rete. Se osservate bene potrete notare sei componenti:
- Chip di interfaccia di rete (NIC): questo chip è il cuore della scheda di rete. Si occupa di preparare i dati in ingresso e in uscita per la trasmissione sulla rete e, inoltre, gestisce il protocollo di rete utilizzato.
Connettore: questo componente consente di collegare la scheda di rete al dispositivo utilizzando un cavo o un adattatore.- Antenna (solo per le schede di rete wireless): consente alla scheda di rete di trasmettere e ricevere segnali wireless.
- Buffer di memoria: questo componente funge da deposito temporaneo per i dati in transito sulla scheda di rete.
- Circuiti di alimentazione: questi circuiti forniscono l’energia necessaria per alimentare la scheda di rete.
- Driver: questi tipi di software consentono al sistema operativo di riconoscere e utilizzare la scheda di rete.
In generale, tutti questi componenti lavorano insieme per consentire la trasmissione e la ricezione dei dati sulla rete, rendendo possibile la comunicazione tra dispositivi. Senza perderci in dettagli tecnici, passiamo al suo funzionamento, tenendo comunque in mente l’utilità di ogni componente.
Osserviamo una scheda di rete in funzione
Ripetiamolo fino allo sfinimento per cementificare il concetto nella memoria: la scheda di rete è un dispositivo hardware che consente a un computer di comunicare con altri dispositivi su una rete. Esistono due tipologie di scheda: quella cablata e quella wireless.
- La scheda di rete cablata utilizza un cavo fisico per collegare il computer alla rete. Il segnale viene trasmesso attraverso il cavo come una serie di impulsi elettrici che rappresentano i dati.
- La scheda di rete wireless utilizza onde radio per collegare il computer alla rete. Il segnale viene trasmesso attraverso l’aria come onde radio che rappresentano i dati.
Evidenziata la differenza tra le due tipologie, osserviamo adesso una scheda di rete in funzione.
Scheda di Rete in Funzione:
Passo 1: Il computer invia un pacchetto di dati. Quando un computer ha dei dati da trasmettere, li organizza in pacchetti, che sono piccole porzioni di dati che possono essere trasmesse separatamente e successivamente ricostruite al destinatario. Questi pacchetti vengono quindi inviati alla scheda di rete per la trasmissione.
Postilla sul pacchetto dati – Esso può contenere dati come testo, immagini, video, audio e molto altro. Ogni pacchetto dati contiene anche informazioni di controllo, come l’indirizzo di destinazione, che indica a quale dispositivo deve essere inviato il pacchetto. Quando i pacchetti dati viaggiano attraverso una rete, essi vengono divisi in piccoli pacchetti, inviati separatamente e poi ricostituiti dal dispositivo di destinazione. In questo modo, la rete può gestire una grande quantità di dati in modo efficiente.
Passo 2: La scheda di rete utilizza il protocollo di rete appropriato per preparare il pacchetto di dati per la trasmissione. La scheda di rete utilizza i protocolli di rete per preparare i pacchetti di dati in modo che possano essere trasmessi correttamente sulla rete. Se vi state chiedendo cosa sia il protocollo di rete, è una sorta di ‘giudice’ che emana leggi, regole e standard per gestire le comunicazioni tra dispositivi in tutta sicurezza.
Passo 3: Il pacchetto di dati viene inviato sulla rete attraverso il cavo o l’onda radio. Come detto prima, il cavo di rete è un mezzo fisico utilizzato per trasmettere i dati su una rete cablata, mentre l’onda radio è utilizzata per la trasmissione dei dati su una rete wireless.
Passo 4: Il pacchetto di dati viene ricevuto da un altro dispositivo sulla rete. Questo dispositivo potrebbe essere un altro computer, un router o qualsiasi altro dispositivo in grado di connettersi alla rete.
Passo 5: La scheda di rete del dispositivo ricevente utilizza il protocollo di rete appropriato per decodificare il pacchetto di dati e renderlo utilizzabile per il dispositivo.
La scheda di rete ha il compito di ricevere i dati dalla scheda madre del dispositivo, proteggerli con la crittografia e trasformarli in segnali elettrici per poterli inviare tramite il cavo Ethernet o il Wi-Fi. I dati arrivano alla scheda attraverso lo slot PCI-Express e vengono elaborati dal controller, una piccola CPU dedicata, per essere poi inviati come pacchetti sulla rete. Allo stesso modo, i pacchetti di dati in arrivo vengono letti dal controller e inviati alla scheda madre.
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Interfaccia fisica e interfaccia logica: le differenze
Immaginiamo un cervello. Un cervello è un’interfaccia fisica, una sostanza materiale, tangibile. Il pensiero, invece, è intangibile. Lo stesso vale tra l’interfaccia fisica (cervello) della scheda di rete e la sua interfaccia logica (pensiero). L’interfaccia fisica si riferisce alla connessione fisica tra un dispositivo e una rete. Ad esempio, una scheda Ethernet ha un’interfaccia fisica composta da un connettore RJ-45 e un cavo Ethernet che si collegano ad una porta LAN su un router o switch. L’interfaccia fisica è la parte materiale del dispositivo che si connette alla rete.
L’interfaccia logica, invece, si riferisce alle specifiche software che permettono ai dispositivi di comunicare tra di loro su una rete. Ad esempio, il protocollo TCP/IP è un’interfaccia logica che consente ai dispositivi di scambiarsi informazioni su una rete utilizzando pacchetti di dati. L’interfaccia logica è l’insieme di regole e protocolli che definiscono come i dispositivi devono comunicare tra di loro sulla rete.
In sintesi l’interfaccia fisica è il mezzo fisico di trasmissione mentre l’interfaccia logica è il modo con cui i dispositivi si scambiano informazioni su quella interfaccia fisica.
Dove vengono usate le schede di rete
Oltre ai computer, le schede di rete vengono utilizzate in molti altri dispositivi e sistemi. Possiamo trovarle nei router, che servono per connettere dispositivi alla rete internet. Si trovano nei server, in modo da consentire l’accesso a risorse condivise, come stampanti e file. Ma si trovano anche nelle telecamere di sorveglianza, le utilizzano per trasmettere immagini e video in tempo reale su una rete. Infine vengono usate anche da veicoli e smartphone. In generale, le schede di rete sono utilizzate in una vasta gamma di dispositivi.
Conclusione
La scheda di rete è l’eroe silenzioso che ci permette di navigare su internet, scambiare messaggi con gli amici e guardare video di gatti su YouTube senza interruzioni. È come un supereroe che protegge i nostri dati dai malintenzionati e li trasporta velocemente da un punto all’altro. Quindi la prossima volta ringrazia la scheda con una menzione su Instagram quando posterai la foto del tuo gatto!
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