Гигабитный адаптер Allied Telesis AT-2912T: производительность, безопасность и надежность

Allied Telesis AT-2912T — однопортовый сетевой адаптер Gigabit Ethernet, предназначенный для подключения компьютера к локальной сети через медный кабель. Плата устанавливается в разъём PCI Express и обеспечивает обмен данными между вычислительной системой и сетевым оборудованием на скоростях до 1000 Мбит/с. Особенность модели заключается в аппаратной обработке отдельных операций IPsec. Часть вычислений, связанных с защитой IP-пакетов, выполняется средствами адаптера, что позволяет уменьшить нагрузку на центральный процессор при соответствующей поддержке со стороны операционной системы и драйвера.

Технические характеристики

Параметры AT-2912T определяют совместимость платы с компьютером, кабельной системой и условиями размещения. Скорость Ethernet характеризует возможности физического соединения, а фактическая производительность зависит также от программного обеспечения, характера трафика и загрузки остальных компонентов системы. Основные характеристики модели:

• интерфейс подключения к компьютеру — PCI Express x1;
• количество сетевых портов — один;
• тип внешнего разъёма — RJ-45;
• поддерживаемые скорости Ethernet — 10, 100 и 1000 Мбит/с;
• габариты платы — приблизительно 107 × 56 мм;
• напряжение питания — 3,3 В;
• потребляемый ток — 760 мА при напряжении 3,3 В;
• рабочая температура — от 0 до +40 C;
• температура хранения — от −25 до +70 C;
• относительная влажность — от 5 до 90 % без образования конденсата;
• допустимая высота эксплуатации — до 3048 м;
• количество поддерживаемых ассоциаций безопасности IPsec — до 32;
• версия технологии аппаратной разгрузки IPsec — Task Offload v2.

При гигабитном полнодуплексном соединении передача и приём могут происходить одновременно со скоростью до 1000 Мбит/с в каждом направлении. Это значение не равно скорости передачи полезных данных приложения: часть пропускной способности используется заголовками, служебными сообщениями и межкадровыми интервалами. Для медного канала Gigabit Ethernet применяется четырёхпарная витая пара категории 5e или выше. Стандартная протяжённость канала составляет до 100 м при соблюдении требований к кабелю, соединителям и монтажу.

Конструкция и функциональные компоненты

AT-2912T выполнен в виде внутренней платы расширения. Питание и обмен данными с компьютером осуществляются через разъём PCI Express, а сетевой кабель подключается к разъёму на монтажной планке. В состав функциональной структуры входят:

• контактный разъём PCI Express x1, обеспечивающий взаимодействие с системной платой;
• сетевой контроллер, выполняющий обработку кадров Ethernet и обмен данными с памятью компьютера;
• приёмопередающий тракт медного порта, формирующий и принимающий электрические сигналы;
• аппаратные средства выполнения криптографических операций IPsec;
• разъём RJ-45 для подключения витой пары;
• светодиодный индикатор состояния соединения и активности;
• металлическая монтажная планка, фиксирующая адаптер в корпусе.

Для модели предусмотрены стандартная и низкопрофильная монтажные планки. Это позволяет устанавливать плату в корпуса различной высоты при наличии свободного пространства и совместимого слота. Адаптер не имеет самостоятельного защитного корпуса для размещения в производственной зоне. Защиту от пыли, влаги, механических воздействий и случайного прикосновения обеспечивает корпус компьютера или соответствующий шкаф.

Принцип передачи и приёма данных

Работа AT-2912T основана на взаимодействии сетевого контроллера с драйвером и сетевым стеком операционной системы. Приложение формирует данные, операционная система подготавливает их к передаче, а адаптер обеспечивает отправку кадров в кабельную линию. Передача данных включает следующие процессы:

• прикладная программа передаёт информацию сетевому стеку операционной системы;
• операционная система формирует пакеты и размещает данные в памяти;
• драйвер передаёт контроллеру сведения о подготовленных буферах;
• адаптер выполняет разрешённые аппаратные операции обработки;
• передающий тракт преобразует данные в электрические сигналы и направляет их в сеть.

При приёме адаптер восстанавливает цифровые данные из сигналов кабельной линии и обрабатывает поступившие кадры. Затем информация передаётся в память компьютера и становится доступной сетевому стеку и приложению. Соединение устанавливается с учётом возможностей противоположного порта. Для устойчивой работы настройки скорости и дуплекса должны быть согласованы на обоих концах линии. Несоответствие параметров может вызывать снижение производительности и ошибки обмена.

Рабочие функции и настройки

Функциональные возможности адаптера предназначены для уменьшения затрат процессорного времени на сетевую обработку и управления состоянием компьютера. Доступность отдельных параметров определяется установленным драйвером. К основным функциям относятся:

• Checksum Offload — аппаратное выполнение поддерживаемых операций с контрольными суммами;
• Large Send Offload — перенос части обработки крупных блоков передаваемых данных на сетевой контроллер;
• поддержка IPv4 и IPv6 для предусмотренных операций разгрузки;
• Wake-on-LAN — пробуждение компьютера по сетевому событию;
• PXE 2.0 — загрузка компьютера через сеть;
• поддержка VLAN IEEE 802.1Q;
• диагностика кабельного соединения и контроль состояния интерфейса.

Large Send Offload позволяет операционной системе передавать адаптеру более крупные блоки данных, после чего контроллер выполняет необходимое разделение для отправки в сеть. Практический эффект зависит от размера пакетов, интенсивности обмена и возможностей процессора. Wake-on-LAN требует сохранения питания соответствующих цепей после перехода компьютера в поддерживаемое состояние энергосбережения. Работа этой функции зависит от системной платы, настроек BIOS или UEFI и параметров операционной системы. Сетевая загрузка PXE используется совместно с серверной инфраструктурой загрузки. Она может применяться при развёртывании программного обеспечения или восстановлении рабочих станций без запуска установленной на локальном накопителе системы.

Области применения

В производственной инфраструктуре адаптер целесообразен как сетевой интерфейс вычислительного узла. Его назначение связано с передачей информации между программными системами и оборудованием, имеющим совместимые сетевые средства. Возможные области использования включают:

• операторские станции SCADA для отображения состояния технологических объектов;
• компьютеры сбора и предварительной обработки измерительных данных;
• серверы производственных архивов и журналов событий;
• рабочие станции лабораторных и испытательных комплексов;
• компьютеры систем учёта и диспетчеризации;
• узлы обмена данными между производственными приложениями.

Например, компьютер сбора данных может получать измерения через Ethernet и передавать их в архивную систему предприятия. В такой конфигурации адаптер обеспечивает сетевое подключение, а интерпретацию измерений, контроль достоверности и сохранение результатов выполняет прикладное программное обеспечение.

Таким образом, Allied Telesis AT-2912T представляет собой сетевой адаптер PCI Express x1 с одним медным портом 10/100/1000 Мбит/с. Он предназначен для подключения рабочих станций и серверов к Ethernet и поддерживает аппаратное выполнение отдельных операций обработки пакетов, включая IPsec. В промышленной инфраструктуре модель применима в компьютерах диспетчеризации, сбора данных и производственного учёта при соблюдении температурных и монтажных требований. Компания «Олниса» осуществляет поставки промышленного оборудования в Россию и страны СНГ. Предприятия могут приобретать в компании оборудование для производственных объектов, систем автоматизации и промышленной сетевой инфраструктуры.