Netzwerkkarte

Eine Netzwerkkarte (im englischen kurz NIC für Network Interface Card) ist eine elektronische Schaltung zur Verbindung eines Computers mit einem Netzwerk zum Austausch von Daten.

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Ihre primäre Aufgabe ist die Herstellung einer physikalischen Verbindung zum Netzwerk über ein geeignetes Zugriffsverfahren (zum Beispiel CSMA/CD) und die Implementierung der ersten und/oder zweiten OSI-Schicht (meist Ethernet).

Der Begriff Netzwerkkarte basiert auf der Tatsache, dass die meisten Computertypen Steckplätze für Erweiterungsbaugruppen besitzen, in die elektronische Steckkarten (Leiterplatten) mit einem bestimmten Format eingesetzt werden können. Neben Netzwerkkarten gibt es auch Grafikkarten, Schnittstellen-Karten zum Anschluss von Ein-/Ausgabegeräten und viele andere.

Zurzeit (2006) sind Karten, die das Ethernet-Verfahren verwenden und eine Übertragungsrate von 100 MBit erreichen, am stärksten verbreitet.

Die 100 MBit-Karten werden über Twisted-Pair-Kabel mit RJ45-Steckern an einen Hub oder Switch angeschlossen und bilden so ein Lokales Netzwerk (LAN).

Diese lösten die 10 MBit-Karten, die meist über ein Koaxialkabel verbunden wurden, ab. Zunehmend werden neuere Karten mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 1000 MBit wahlweise über Twisted-Pair-Kabel mit RJ45-Steckern (1000Base-T) oder Glasfaser (1000Base-SX) eingesetzt. Ethernet-Netzwerkkarten mit 10 GBit sind bereits für PCI-Express als auch PCI-X erhältlich. Netzwerkkarten für drahtlose Netzwerke Wireless LAN werden hauptsächlich in mobilen Geräten wie z.B. Laptops oder PDAs verwendet, sind aber ebenfalls in einigen PCs zu finden.

Eine gängige Netzwerkkarte besitzt nur einen Netzwerk-Anschluss. Es existieren aber spezielle Netzwerkkarten mit mehreren (in der Regel bis zu vier) Ethernetanschlüssen. Häufig wird der Netzwerkanschluss zunehmend direkt auf der Hauptplatine untergebracht, so dass keine Netzwerkkarte mehr nötig ist. Der Preis einer billigen Standard-Netzwerkkarte ist von mehreren 100 € 1990 (durch konsequenten Einsatz von Höchstintegration, Produktion in hohen Stückzahlen, verwenden eines Standardchips, weglassen jeglichen nicht absolut notwendigen Zubehörs) auf derzeit etwa 5–10 € gefallen. Höherwertige Netzwerkkarten (mit besserem Datendurchsatz, geringerer CPU-Last, besserer Ausstattung) kosten je nach Ausführung bis zu 100 €, sehr spezielle Karten (z. B. mit mehreren unabhängigen Anschlüssen) auch darüber. Seit Ende 2003 befinden sich bei vielen neuen PCs bereits 1000 MBit-Anschlüsse auf der Hauptplatine.

Jede Ethernet-Netzwerkkarte besitzt eine weltweit eindeutige MAC-Adresse, die vom Hersteller vergeben wird. Allerdings gibt es auch einige Treiber, die es erlauben die MAC-Adresse per Software temporär zu ändern, wodurch Sicherheitsprobleme in einem LAN entstehen können.

Die meisten Netzwerkkarten für IBM-kompatible PCs haben einen Sockel für ein so genanntes Boot-PROM. Dieser Speicherbaustein wird in den Adressbereich des Rechners eingeblendet und erlaubt den Start des Rechners aus dem Netzwerk, ohne einen lokalen (in den Rechner eingebauten oder direkt angeschlossenen) Massenspeicher, wie z. B. eine Festplatte. Verschiedene Netzwerk-Umgebungen erfordern unterschiedliche Boot-Programme, so dass es dem Anwender überlassen bleibt, die Netzwerkkarte mit einem PROM (oder EPROM) mit dem jeweils passenden Boot-Programm zu bestücken. Der klassische Weg für ein Boot-PROM ist ein so genanntes Novell-Boot-PROM für den Einsatz mit Novell Netware und Novells eigenen Netzwerk-Protokoll. Modernere, auf TCP/IP aufsetzende Konzepte sind z. B. Intels PXE und die quelloffenen und kostenlosen Lösungen Etherboot und Netboot.

Alle Ansätze haben eines gemeinsam: Das Programm im Boot-PROM wird gestartet und klinkt sich in den weiteren Boot-Vorgang ein. Irgendwann, entweder vor oder nach der Suche nach einem startfähigen lokalen Medium, wird das Boot-PROM wieder aktiviert und lädt über das Netzwerk ein Betriebssystem nach. Üblicherweise geschieht dies in kleinen Schritten, zunächst ein Hilfsprogramm mit erweiterten Netzwerkfunktionen, dann größere Teile des Betriebssystems. Schließlich wird die Kontrolle an das Betriebssystem übergeben, das dann in der Regel weitere Netzwerkdienste in Anspruch nimmt.

Manche Netzwerkkarten haben statt des Sockels ein direkt im Rechner umprogrammierbares EEPROM, das mit einem Hilfsprogramm mit verschiedenen Boot-Programmen geladen werden kann, so dass ein Öffnen des Rechners entfällt. Hauptplatinen mit integriertem Netzwerkadapter nutzen einen Teil des ohnehin vorhandenen System-EEPROMs als Boot-PROM, auch hier kann in der Regel mit einem Hilfsprogramm ein beliebiges Boot-Programm eingespielt werden, oder der Hersteller gibt fest PXE vor. Aus Kostengründen verzichten insbesondere Hersteller von Billig-Produkten oft auf den Sockel für das Boot-PROM. Außerhalb der PC-Welt ist das Starten aus dem Netzwerk oft ein Teil des fest installierten Startprogramms, z.B. bei vielen Sun-Maschinen und modernen Macintosh-Systemen. Allerdings wird dabei meistens nur eine kleine Auswahl von Netzwerk-Adaptern unterstützt.

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