네트워크 어댑터란? NIC의 기능, 구성 및 분류

출처: 네트워크 어댑터란: NIC의 기능 및 분류 |FiberMall

 

 

인공 지능, 빅 데이터, 분산 스토리지 및 클라우드 서비스의 추세에 따라 네트워크 에지에 배포된 실시간 애플리케이션 및 서비스를 지원하기 위해 더 짧은 대기 시간이 필요합니다. 산업 전반의 디지털 트랜스포메이션과 5G 및 IoT와 같은 서비스에 대처해야 하는 필요성으로 인해 데이터 센터의 폭발적인 성장은 물론 서버 인프라의 컴퓨팅 노드에서 CPU에 엄청난 압력을 가하고 있습니다. 서버 네트워크 어댑터는 CPU 중심의 Onload 모드에서 데이터 중심으로의 전환에 없어서는 안될 역할을 합니다. Off로드 모드. 최근 몇 년 동안 업계에서는 고속 인터페이스, 병렬 기능 및 리소스 가상화와 같은 데이터 센터와 같은 컴퓨팅 시나리오의 최신 트렌드를 충족하기 위해 새로운 네트워크 카드를 지속적으로 도입해 왔습니다. 광범위한 응용 프로그램으로 인해 시장에는 기가비트 및 10기가비트 NIC, PCI-X 및 PCIe NIC와 같은 다양한 유형의 네트워크 어댑터가 있습니다. 이 기사에서는 정의, 기능, 공통 구성 요소 및 유형에서 네트워크 카드에 대한 포괄적인 소개를 제공합니다.

NIC란 무엇입니까?
NIC는 네트워크 인터페이스 카드라고도 하며 네트워크 인터페이스 컨트롤러라고도 합니다. 네트워크 카드는 두 번째 링크 계층에서 작동하는 네트워크 구성 요소입니다. 일반적으로 네트워크에 연결하기 위해 컴퓨터에 설치된 회로 기판이며 컴퓨터에 사설 네트워크 연결을 제공합니다. 네트워크 어댑터는 컴퓨터 네트워크 연결의 작은 부분이지만 필수적인 역할을 합니다. 네트워크 어댑터는 변환기 역할을 하여 데이터를 서버 네트워크의 케이블이나 무선 라우터를 사용하여 통신하는 디지털 신호로 변환합니다. TCP/IP 계층의 인터페이스로서 NIC는 물리적 계층에서 신호를 전송하고 네트워크 계층에서 패킷을 전송할 수 있습니다. 계층에 관계없이 컴퓨터/서버와 데이터 네트워크 간의 중개자 역할을 합니다. 사용자가 웹 페이지를 요청하면 LAN은 사용자의 장치에서 데이터를 가져와 네트워크 서버로 보낸 다음 사용자에게 표시하는 데 필요한 데이터를 받습니다.

NIC의 구성 요소
일반적으로 네트워크 어댑터는 컨트롤러, 부트 ROM 슬롯, 하나 이상의 NIC 포트, 마더보드 포트, ​​LED 표시등, 브래킷 및 기타 전자 부품으로 구성됩니다. 각 구성 요소에는 고유한 기능이 있습니다.

• 제어 장치: 컨트롤러는 네트워크 카드의 핵심 부분으로 NIC의 성능을 직접적으로 결정합니다. 컨트롤러는 들어오는 데이터를 처리하는 작은 CPU처럼 작동합니다.
• 부팅 ROM 슬롯: 이 슬롯을 사용하면 디스크 없는 워크스테이션을 네트워크에 연결할 수 있는 Boot ROM 기능이 활성화되어 보안이 강화되고 하드웨어 비용이 절감됩니다.
• NIC 포트: 일반적으로 이 포트는 이더넷 케이블이나 광 모듈에 직접 연결되어 네트워크 케이블이나 광섬유 점퍼에서 신호를 생성 및 수신합니다.
• 버스 인터페이스: 이 인터페이스는 회로 기판의 측면에 있으며 일반적으로 "골든 핑거"로 알려진 버스 인터페이스가 컴퓨터 마더보드 확장 슬롯에 삽입되어 네트워크 카드와 컴퓨터 또는 서버 간의 연결에 사용됩니다.
• LED가 표시: 표시기는 사용자가 네트워크 어댑터의 작동 상태, 네트워크 연결 여부, 데이터 전송 여부를 식별하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어 Link/Act는 연결의 활성 상태를 나타내고 Full은 전이중인지 여부를 나타내며 Power는 전원 표시기입니다.
• 브라켓: PCI 네트워크 카드 시장에는 두 종류의 브라켓이 있는데, 하나는 높이 120mm의 전체 높이 브라켓이고, 다른 하나는 높이 80mm의 절반 높이 브라켓입니다. 브래킷은 사용자가 컴퓨터나 서버의 확장 슬롯에 네트워크 카드를 고정하는 데 도움이 됩니다.

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 어댑터): IP 프로토콜을 전송 프로토콜로 사용하여 일반적으로 광섬유 케이블 또는 트위스트 페어 케이블을 통해 이더넷 스위치에 연결됩니다. 광 포트는 데이터 전송을 위해 광섬유 케이블을 사용하며 일치하는 모듈 인터페이스는 일반적으로 SFP, QSFP 등입니다. 해당 광섬유 인터페이스는 LC, SC, MPO 등입니다. 전기 포트의 공통 인터페이스 유형은 RJ45이며, 일반적으로 연선 케이블로 연결되며 동축 케이블로 연결된 소수의 인터페이스도 있습니다.
• FC 카드: 학명은 파이버 채널입니다. 파이버 채널 전송 프로토콜을 사용하고 광 케이블을 통해 파이버 채널 스위치에 연결합니다. 인터페이스에는 광학 및 전기의 두 가지 유형이 있습니다. 광 포트의 전송 모드 및 매칭 모듈은 이더넷 카드와 유사하지만 해당 포트는 SC 및 LC뿐입니다. 전기 인터페이스 유형은 DB9 또는 HSSDC입니다.
• IB 카드: Infiniband는 FC/IP SAN 장치, NAS 장치, 서버 연결에 사용되며 iSCSI RDMA의 저장 프로토콜로 사용됩니다. InfiniBand 카드는 오늘날의 현대 워크로드에 필요한 속도 향상, 확장성 및 기능이 풍부한 기술을 제공하는 초저 대기 시간, 초고 처리량 및 혁신적인 네트워크 컴퓨팅 엔진을 제공합니다.

전송 속도에 따른 분류:
속도에 따라 10/100Mbps 자체 적응 카드, 1000Mbps 기가비트 카드, 10G, 25G, 100G 및 더 빠른 속도의 카드가 있습니다.
10Mbps/100Mbps 자체 적응 카드: 현재 널리 사용되는 NIC 유형입니다. 두 가지 다른 대역폭 네트워크 요구 사항에 자동으로 적응할 수 있습니다. 기존 10Mbps 네트워크 장비와 연결이 가능하며, 최신 100Mbps 네트워크 장비 연결에도 적용할 수 있어 사용자들에게 널리 인정받고 있다.
1000Mbps 네트워크 어댑터: 고속 이더넷을 위해 더 높은 대역폭을 제공합니다. 기가비트 이더넷은 구리선을 통해 1Gbps 대역폭을 제공하는 고속 LAN 기술입니다. 해당 네트워크 카드는 1Gbps 대역폭에 도달할 수 있는 기가비트 네트워크 카드입니다. 기가비트 네트워크 어댑터에는 두 가지 종류의 네트워크 인터페이스가 있습니다. 하나는 일반 트위스트 페어 RJ45 인터페이스이고 다른 하나는 기가비트 SFP/GBIC 파이버 인터페이스입니다.

• 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: 대용량 데이터 전송에 대한 수요가 증가함에 따라 서버는 일반적으로 데이터 처리에 대한 높은 수요를 충족시키기 위해 여러 개의 네트워크 어댑터를 설치해야 합니다. 이 기능으로 인해 데이터 센터 네트워크는 10G에서 100G 네트워크 어댑터 또는 더 높은 속도로 점진적으로 업그레이드됩니다. 100G 네트워크 어댑터는 높은 처리량, 낮은 대기 시간 네트워크 처리 및 CPU 지원 기능을 갖추고 있습니다. off네트워크 기능을 로드하여 CPU 컴퓨팅 성능을 절약하고 전력 소비를 최대로 줄입니다.

버스 인터페이스 유형별 분류:

• ISA 네트워크 카드: Industry Standard Architecture는 1981년에 출시되었으며 IBM 표준과 호환되는 버스 구조입니다. ISA 버스 인터페이스의 느린 I/O 속도 때문에 1990년대 초 PCI 버스 기술의 출현으로 점차 단계적으로 폐지되었으며 현재는 시장에서 거의 볼 수 없습니다.
• PCI 네트워크 카드: Peripheral Component Interconnect라고 합니다. 1993년에 도입된 PC 로컬 버스 표준입니다. I/O 속도가 ISA 버스 네트워크 카드보다 훨씬 빠르기 때문입니다(ISA의 최고 속도는 33MB/s에 불과하지만 현재 PCI 64비트 데이터 전송 속도는 266MB/s), 점진적으로 이전 ISA 표준을 대체했습니다. 이러한 종류의 네트워크 카드는 처음에는 서버에서 사용되며 나중에 데스크톱 컴퓨터에서도 일반적으로 사용되며 주류 네트워크 카드 인터페이스 유형입니다. 오늘날 대부분의 컴퓨터에는 확장 카드가 없지만 내장 네트워크 카드를 사용합니다. 따라서 PCI 네트워크 카드는 PCI-X 또는 USB 인터페이스와 같은 다른 버스 인터페이스로 대체되었습니다.
• PCI-X 네트워크 카드: PCI-X는 향상된 PCI 버스 기술입니다. 기존 PCI와 비교하여 I/O 속도가 32배 빨라졌으며 데이터 전송 속도도 PCI 인터페이스보다 빠릅니다. PCI-X 버스 인터페이스 카드는 일반적으로 64비트 버스 폭을 갖지만 최대 1064MB/s의 XNUMX비트 작동도 지원합니다. 대부분의 경우 PCI-X 슬롯은 PCI NIC와 역호환됩니다.
• PCle 네트워크 카드: PCIe 카드는 PCIe 포트가 있는 NIC로 마더보드 연결을 위한 확장 포트로 사용됩니다. 특히 PCI 기반 확장 카드는 호스트, 서버 및 네트워크 스위치와 같은 장치의 메인보드에 있는 PCIe 슬롯에 삽입할 수 있습니다. 대부분의 컴퓨터 마더보드에는 이제 PCIe 카드 전용 PCIe 슬롯이 있습니다. 일반적으로 슬롯의 너비는 네트워크 카드의 너비와 같거나 더 넓습니다.

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 NIC가 복잡하고 다양한 가속 시나리오를 충족하기 어렵습니다. 시장 열과 기술 능력의 향상으로 미래의 네트워크 어댑터 시장은 또한 최신 OCP NIC 3.0 네트워크 어댑터와 같은 더 많은 가능성을 열어줄 것입니다. 따라서 가정용 PC 네트워크 카드를 찾고 있든 기업이나 데이터 센터에서 사용할 서버 네트워크 카드를 찾고 있든 구매하기 전에 네트워크 카드의 기본 사항을 명확하게 이해해야 합니다.