Cómo funciona una tarjeta de red

NIC

NIC

Una tarjeta de red (también conocida en inglés como NIC, por Network Interface Card, en castellano “tarjeta de interfaz de red”) es un aparatito, componente de hardware, que es capaz de conectar nuestro ordenador con una red de ordenadores y, por ende, con otros equipos informáticos. Para ello se sirve de unos procesadores pinchados en su pequeña placa de circuitos integrados que son capaces de convertir las señales digitales de una computadora a impulsos eléctricos que viajarán a través de un cable, y viceversa.

La tarjeta de red produce el voltaje necesario para enviar la señal a través de la red. Un puerto en el origen establece una conexión eléctrica con un conector RJ-45 sobre el cable de red que envía el mensaje, codificado en señales eléctricas, además de otras características como la dirección MAC (Media Access Control) de la tarjeta almacenada en un chip ROM de la misma. La MAC es un identificador único para cada tarjeta de red utilizada en cualquier envío de datos a través de una red informática.

¿Y a la hora de recibir? Pues tres cuartos de lo mismo: la tarjeta recibe los impulsos eléctricos que, automáticamente, convierte en un lenguaje comprensible a la máquina, esto es, en ceros y unos.

Existen tres métodos diferentes para que una misma señal sea transformada a sistema binario, a saber: Non-Return-to-Zero (NRZ), Non-Return-to-Zero Inverted (NRZ-I) y la conocida como codificación Manchester. En todos ellos, la señal eléctrica es recibida por la NIC como series de cambios de voltajes que han sido transmitidos a lo largo del cable (imagen siguiente). Cada método tiene sus ventajas y sus inconvenientes.

Cambios de voltaje

Cambios de voltaje

La señal es dividida en porciones iguales haciendo uso de un mecanismo de reloj, es decir, un dispositivo que emite pulsos regularmente, proveyendo así de un “latido” uniforme que trocea la señal en partes idénticas (líneas de trazos verdes de la figura siguiente).

Pulsos de reloj

Pulsos de reloj

La señal, pues, es convertida a ceros y unos en función del nivel de voltaje en el que el pulso del reloj se corta con la señal eléctrica, determinando así cuándo es un 0 y cuándo un 1. Para decidir esto entran en juego los tres métodos antes mencionados. En el primero de aquellos, el NRZ, cuando una línea horizontal alta de señal cruza a una línea vertical de reloj, tenemos un 1. Cuando una línea horizontal baja encuentra a una línea vertical, entonces tenemos un 0. La siguiente imagen muestra esto gráficamente.

Método NRZ

Método NRZ

El segundo de los métodos (NRZ-I) empieza siempre con un 0. Cuando una línea horizontal alta de señal encuentra a una línea vertical de reloj, se repite el número (0 ó 1) anterior. Por su lado, cuando una línea horizonal baja se cruza con una línea vertical, se cambia al número opuesto. Veamos un ejemplo en el siguiente gráfico.

Método NRZ-I

Método NRZ-I

En el método Manchester, siempre que la señal cambia de alto a bajo voltaje, tenemos un 0. Así pues, siempre que la señal cambia de baja a alta, se codifica un 1. El siguiente ejemplo esclarece este sistema.

Método Manchester

Método Manchester

El estándar 10BASE-T, utilizado preferentemente en las redes Ethernet, usa por convenio el método Manchester de codificación, mientras que las tarjetas de red suelen servirse del NRZ como procedimiento interno de funcionamiento. Es por ello que se debe producir una conversión implícita para el correcto funcionamiento. Cuando un equipo informático envía información por la red, dicha información (binaria) llega a la NIC. Dentro de la tarjeta, los datos NRZ codificados se combinan con los pulsos de reloj para crear la señal Manchester. En ese momento, la información ya se puede remitir por el cable. A la hora de recibir, el proceso es el inverso: la tarjeta captura la señal Manchester codificada, la transforma en NRZ y la envía a la CPU en formato binario.

Diferentes métodos de codificación tienen diferentes ventajas; unos son más eficientes, otros tienen mejores funciones de corrección de errores, etcétera. Pero son necesarios, porque sin ellos no podríamos convertir la señal eléctrica que viene por la red al código binario que nuestra computadora entiende. ¿Y qué es lo que hace nuestra máquina para convertir ese código binario a algo comprensible por nosotros, humanos torpes y cuadriculados? Muy fácil.

Los ordenadores pueden manejar números en binario que, a su vez, pueden ser convertidos en sus correspondientes decimales (o hexadecimales, octales…). Para transformar estos números en letras, utilizamos una tabla de equivalencias conocida como ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Un único byte (8 bits) es suficiente para representar un carácter. Para saber el carácter ASCII que se corresponde con un número o código, el ordenador utiliza una lista de correspondencia simple como la de la siguiente imagen.

Tabla ASCII

Tabla ASCII

Y así es cómo funciona esto; sin más. Algo sencillo de entender y que se realiza en menos de lo que dura un parpadeo. Las conexiones de red nos acercan a Internet a golpe de voltajes y pulsos de reloj. Que lo sepas.

FUENTE DE LAS IMÁGENES: Libro ‘Head First Networking’, de la editorial O’Reilly.

10 comentarios a “Cómo funciona una tarjeta de red”

  • nacho:

    Muy interesante y bien explicado. Saludos!

  • Jose Manuel:

    O lo he entendido mal o el ejemplo del método Manchester tiene errores.

    Si cuando el voltaje sube es 1 y cuando baja es 0, porque el segundo bit es un 0, si el voltaje a subido?

    El cuarto bit porque es un 1 si el voltaje no a cambiado y el bit anterior es un 0?

    A partir del cuarto bit si le veo la lógica, pero a los anteriores no le encuentro el sentido según la explicación. No debería ser 0 1 1 1…. los cuatro primeros?

  • ESTO ES PARA QUE FUNSIONA

    Para ello se sirve de unos procesadores pinchados en su pequeña placa de circuitos integrados que son capaces de convertir las señales digitales de una computadora a impulsos eléctricos que viajarán a través de un cable, y viceversa.

    La tarjeta de red produce el voltaje necesario para enviar la señal a través de la red. Un puerto en el origen establece una conexión eléctrica con un conector RJ-45 sobre el cable de red que envía el mensaje, codificado en señales eléctricas, además de otras características como la dirección MAC (Media Access Control) de la tarjeta almacenada en un chip ROM de la misma. La MAC es un identificador único para cada tarjeta de red utilizada en cualquier envío de datos a través de una red informática.

  • Danke und meinen Respekt Stephan, dass Du dich kricsith mit diesem Thema auseinandersetzt!!Leider ist mittlerweile nicht fcberall Tierschutz drin, wo Tierschutz drauf steht.Deinen Worten Es gibt viele weitere Tierschutzprojekte und Organisationen, die unsere Hilfe benf6tigen und einen besseren Ruf haben. kann ich mich nur anschliedfen. Vor allen Dingen sollte nachhaltiger Tierschutz oberste Priorite4t haben. Ein Tierschutzverein, der die Vermehrer unterstfctzt und dem es an Respekt und Wfcrde dem Tier gegenfcber mangelt (siehe Merten & Co.), hat meiner Meinung nach grodfzfcgig ausgedrfcckt, nicht viel mit Tierschutz am Hut P.S.Kleine Korrektur zu Gabi Kf6nig:Meines Wissens wurde der Award von RiN/LfD nicht zurfcck gegeben, sondern nach der Empf6rung von Tierfreunden fcber die Verleihung, wurde dieser damals von den Verantwortlichen des Vereins auf das WC der RiN/LfD-Gesche4ftsstelle verbannt. Lasse mich aber gern eines Besseren belehren.Ansonsten kann ich mich den Ausffchrungen meiner Vorschreiber im Grodfen und Ganzen nur anschliedfen!

  • angelly:

    excelente información

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