NIC(ネットワークインターフェースカード)— データを信号に変える

概要 — まず全体をつかむ

端末の中で、実際に通信を担っている部品がNIC(ネットワークインターフェースカード。ネットワークカードとも)です。

詳細 — 1段階ずつ追う

これは何をする係?

コンピュータが扱うのは0と1のデータ。でも、ケーブルや電波を流れるのは電気や電波の信号です。この間を変換するのがNICの仕事。

  • 送るとき — データを、ケーブルや電波に乗る信号に変える
  • 受けるとき — 届いた信号を、データに戻す

いわば、通信の出入口の翻訳係です。

ネットワークインターフェースカード
NIC — 通信の入口の部品
アニメーション『NIC(デジタル↔信号の変換)』を開く
NIC=データと信号の変換器PC内のデータ0と1のビット列(デジタル)0101NIC変換器0/1 ⇄ 信号回線を流れる信号電気/光/電波(連続した波)送信→信号へ受信→0/1へ戻すPCの外は連続した信号、中は0と1。その橋渡しがNIC

登場人物メモ:

  • ※1 MACアドレス — NICが持つ機器固有の番号。近くの機器の中で「どれか」を見分ける
この部分をもっと深く(中級

NICは、デジタルと物理信号の境目であると同時に、L2(データリンク層)の住所付けを担います。0と1のデータを電気や電波の信号に変えるだけでなく、「近くの機器の中でどれに届けるか」を決めるのがMACアドレスです。

  • 信号変換 — データ↔電気/電波の信号
  • 住所付け — 送信元と宛先をMACアドレスで示す
  • フレーム化 — データを送受信できる単位にまとめる
アニメーション『NIC(デジタル↔信号の変換)』を開く
NIC=データと信号の変換器PC内のデータ0と1のビット列(デジタル)0101NIC変換器0/1 ⇄ 信号回線を流れる信号電気/光/電波(連続した波)送信→信号へ受信→0/1へ戻すPCの外は連続した信号、中は0と1。その橋渡しがNIC

登場人物メモ:

  • ※1 MACアドレス — NICごとに割り当てられた48ビットの固有番号。同じネットワーク内で機器を見分ける
  • ※2 フレーム — 宛先MAC・送信元MACとデータをまとめたL2の送受信単位

有線用と無線用

  1. 有線NIC — LANケーブルを挿す口を持ち、電気信号でやり取り
  2. 無線NIC(Wi-Fi) — アンテナを持ち、電波(電磁波)でやり取り

スマホやノートPCは、無線NICを内蔵しています。

この部分をもっと深く(中級
  1. 有線NIC — LANケーブルの口を持ち、Ethernet(イーサネット)の規格で電気信号をやり取り
  2. 無線NIC(Wi-Fi) — アンテナを持ち、電波でやり取り
  3. フレームを組む — データに宛先MACと送信元MACを付け、送信できる形にする
  4. リンクを合わせる — オートネゴシエーションで速度(1Gbpsなど)と全二重かを相手とすり合わせる

送信時はデータをフレームに包み、受信時は宛先MACが自分宛かを見て、自分宛だけを取り込みます。

MACアドレスとIPアドレス

住所が2種類あるように見えて、役割が違います。

  • MACアドレス — 機器そのものに付いた固有の番号(近所での見分け)
  • IPアドレス — ネット上の住所(遠くまで届けるための宛先)

近くではMAC、遠くへはIP、と使い分けられます。

この部分をもっと深く(中級

住所が2種類あるように見えて、役割が違います。

  • MACアドレス — 機器そのものに付いた固有の番号(近所での見分け・L2)
  • IPアドレス — ネット上の住所(遠くまで届けるための宛先・L3)
  • 全二重 — 送信と受信を同時に行える方式。今の有線Ethernetでは標準
  • オフロード — チェックサム計算などをNIC側で肩代わりし、CPUの負担を減らす機能
  • ドライバ — NICをOSから使えるようにする橋渡しのソフト

近くではMAC、遠くへはIP、と使い分けられます。IPで最終目的地を、MACで次に渡す隣の機器を示す、という重ね方です。

⚠️ うまくいかないとき

  • ドライバの不調 — NICを動かすソフト(ドライバ)の問題
  • 無効化されている — 設定でNICがオフ
  • 相性・故障 — 有線が挿さっているのに認識しない、など
この部分をもっと深く(中級
  • ドライバの不調 — NICを動かすソフト(ドライバ)が古い・壊れている
  • オートネゴシエーションの失敗 — 速度や全二重が合わず、遅い・不安定になる
  • 無効化されている — 設定でNICがオフ
  • 相性・故障 — 有線が挿さっているのに認識しない、など

関連する知識

理解度チェック

そのまま解けます(成績は保存されません)。無料アカウントを作ると、学習の記録と進捗の山登りが始まります。

1. NICの役割に最も近いのは?

2. NICが持つ「機器固有の番号」は?

3. 有線NICと無線NIC(Wi-Fi)の違いとして正しいのは?

4. 遠くのネットワークまでデータを届けるときの「宛先」として使われるのはどれ?

5. NICが「送るとき」に行っている処理はどれ?

6. NICがうまく動かない原因として本文が挙げているのはどれ?

7. 無線NIC(Wi-Fi)が信号を運ぶのに使う、空間を伝わる波を何と呼ぶ?

8. ネット上で遠くまで届けるための「住所」に当たるものを英字2文字で何と呼ぶ?

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