イーサネットカード(イーサネットカード)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

イーサネットカードは、コンピュータをイーサネット規格の有線ネットワークに接続するために使用されるハードウェア部品である。一般的にはNIC（Network Interface Card）やLANカードとも呼ばれる。コンピュータ内部のデジタルデータを、ネットワークケーブルを介して送受信可能な電気信号に変換し、またその逆の変換を行うことが基本的な役割だ。これにより、コンピュータは他のコンピュータやサーバー、ルーターなどのネットワーク機器と物理的に通信できるようになる。ほとんどのデスクトップコンピュータやノートパソコンでは、マザーボード上にこの機能が標準で搭載されている、いわゆるオンボードの形態が主流であるが、より高速な通信や特定の機能を求める場合には、拡張スロットに別途イーサネットカードを増設することもある。カードの外部には、LANケーブル（通常はツイストペアケーブル）を接続するためのポートが備わっており、このポートは一般的にRJ-45という形状のコネクタに対応している。

イーサネットカードの最も重要な機能の一つに、MACアドレス（Media Access Control address）の保持がある。MACアドレスは、製造段階で各カードに割り当てられる、世界中で一意となる48ビットの物理アドレスである。このアドレスは、同じネットワークセグメント内において、通信相手のコンピュータを特定するための識別子として機能する。データがネットワーク上を流れる際、イーサネットフレームと呼ばれる単位に分割されるが、このフレームのヘッダ部分には送信元と宛先のMACアドレスが記録される。ネットワーク上のスイッチングハブなどの機器は、このMACアドレス情報を参照して、データを目的のコンピュータに正確に届ける。したがって、MACアドレスはネットワーク通信における個別の住所のような役割を担っている。

イーサネットカードは、OSI参照モデルにおける物理層（レイヤ1）とデータリンク層（レイヤ2）の機能を受け持つ。物理層では、コンピュータ内部の0と1で表現されるデジタルデータを、物理的な伝送媒体であるLANケーブル上で伝送するための電気信号へと変換する。また、受信時には電気信号をデジタルデータに戻す役割も担う。データリンク層では、前述のMACアドレスを用いて、データの送受信を制御する。具体的には、上位層であるネットワーク層から渡されたデータ、すなわちパケットに、宛先と送信元のMACアドレスなどを含むヘッダ情報と、エラー検出用のトレーラ情報であるFCS（Frame Check Sequence）を付加してイーサネットフレームを生成する。受信側のカードは、フレームを受け取ると宛先MACアドレスが自身のものであるかを確認し、FCSを用いて伝送中にデータが破損していないかを検証する。

イーサネットカードには対応する通信速度の規格が存在する。古くは10Mbpsの10BASE-Tから始まり、100Mbpsの100BASE-TX（ファストイーサネット）、1Gbpsの1000BASE-T（ギガビットイーサネット）、さらには10Gbpsの10GBASE-Tなどが存在する。現在、一般家庭やオフィスで広く利用されているのは1Gbps対応のカードである。サーバーやデータセンターなど、大容量のデータ通信が求められる環境では、10Gbpsやそれ以上の高速なカードが採用される。多くのイーサネットカードはオートネゴシエーション機能を備えており、接続先のスイッチなどの機器と通信し、双方が対応可能な最も高速な通信速度と通信モード（全二重または半二重）を自動的に設定する。全二重通信は送受信を同時に行えるため、現代のスイッチング環境では標準的な通信モードとなっている。

コンピュータとの接続インターフェースも時代と共に進化している。かつてはPCIバスが主流だったが、より高速なデータ転送が可能なPCI Express（PCIe）が現在の標準である。マザーボード上のPCIeスロットにカードを挿入して使用する。また、USBポートに接続して手軽に有線LAN接続を追加できるUSB-LANアダプタも、イーサネットカードの一種と見なすことができる。これらのカードをコンピュータで利用するためには、デバイスドライバと呼ばれるソフトウェアが不可欠である。デバイスドライバは、オペレーティングシステム（OS）とイーサネットカードというハードウェアの間の通信を仲介し、OSがカードの機能を正しく制御できるようにする役割を果たす。

近年の高機能なイーサネットカード、特にサーバー向け製品には、システム全体のパフォーマンスを向上させるための高度な機能が搭載されていることがある。その代表例がTCPオフロードエンジン（TOE）である。通常、TCP/IPプロトコルの処理はCPUが担当するが、TOEを搭載したカードは、その一部または全部をカード上の専用プロセッサで実行する。これによりCPUの負荷が軽減され、本来のアプリケーション処理にリソースを集中させることができる。また、チーミング（ボンディング）と呼ばれる技術も存在する。これは複数の物理的なイーサネットポートを論理的に束ねて一つのインターフェースとしてOSに認識させる機能で、通信帯域を向上させる負荷分散や、片方のリンクに障害が発生しても通信を継続できる冗長化を実現する。その他にも、ネットワーク経由でコンピュータの電源を投入するWake-on-LAN（WOL）や、物理的なネットワークを論理的に分割するVLAN（Virtual LAN）に対応した製品も広く普及している。これらの機能により、イーサネットカードは単なるネットワークへの接続口にとどまらず、効率的で信頼性の高いネットワークシステムを構築するための重要なコンポーネントとなっている。