为什么我们同时拥有 MDI 和 MDI-X?

网络工程 以太网
2021-07-08 03:07:22

我知道哪些类型的设备倾向于使用 MDI 或 MDI-X,但为什么不是所有设备都只使用其中一种?看起来 Auto MDI-X 是解决这个问题的方法,但似乎所有新制造的设备都可以切换到一个。这样,所有相关连接只需要交叉电缆。

3个回答

将逻辑配置到设备中以感知网络中的一对是用于 RX 还是 TX 的能力相对较新,并且直到(作为选项)包含在千兆以太网中之前,成本相对较高。

所以在此之前,一对被指定在一侧的 TX 和另一侧的 RX。为了进行正确的通信,在连接中的某个点需要一个“交叉”来完成这项工作。

那么在哪里最好做这个“交叉”?在考虑这一点时,需要记住两个“交叉”将相互抵消(或者您需要保持“奇数个交叉”)。以下是选项:

  1. 使用交叉电缆进行连接
  2. 跨基础设施布线
  3. 在两个端点之一中制造一个十字

在第一种情况下,如果两个设备直接连接,这可以正常工作。但是,如果使用基础设施电缆,则一侧需要交叉电缆,另一侧需要直电缆。或者,虽然它本身不太理想,但会遇到两根电缆“耦合”在一起的情况,这需要应变/交叉组合才能工作。如果您在每一侧都使用直电缆,则管理起来要简单得多,并且不容易出现人为错误。所以这不太理想。

在第二种情况下,这可能有几个问题,但大多数可以通过与第一种情况结合并使用电缆和基础设施的交叉来避免。然而,当您管理电缆基础设施本身时,问题就出现了。即,双方(近和远)将使用不同的模式。哪个用在哪一边?如果这随着时间的推移而混合(可能由具有不同个人“标准”的不同员工)怎么办?如果您有三个(或更多)房间都通过基础设施布线互连,情况如何?同样,这对于管理/故障排除可能更加复杂,并且容易出现人为错误。

第三种情况实际上提供了最简单、最容易标准化的引入交叉的方法。如果 L2 网络设备始终提供交叉连接 (MDI-X),而最终用户设备始终提供直通 (MDI),那么“规则”就变得非常简单。除非您连接两个最终用户设备(MDI 到 MDI)或两个网络设备(MDI-X 到 MDI-X),否则您总是使用直连(电缆和基础设施)。

由于这将涵盖大多数连接/情况,这使得它不太容易出错,并允许实体将其大部分库存保持为没有或很少交叉电缆的直电缆(因为它们通常可以在需要时订购 -与网络设备)。没有人需要记住基础设施布线的哪一侧需要使用哪种模式。

这是 DTE 与 DCE 的问题——每个端点所扮演的角色。桌面上的 NIC 是一个“用户终端”(DTE)。它连接的交换机是“通信设备”(DCE)。所有这一切意味着哪些引脚是发送还是接收,以便从 DTE 到 DCE 的直通电缆按预期工作。这就是为什么需要使用交叉电缆将两台交换机 (DCE) 或两台主机 (DTE) 连接在一起的原因。

直到千兆以太网时代,“汽车”才真正流行起来(阅读:无处不在)。Gig-e 对 TX 和 RX 都使用所有四对,因此 auto-mdix 所需的逻辑已经存在。在此之前,需要额外的逻辑(阅读:额外成本)。

这是其中一个设计决策,回想起来似乎是一个明显糟糕的选择。但是,一旦设计决策的问题变得明显,安装基础已经太大,无法简单地消除错误。

人们可能认为这可以作为更高速度标准化的一部分来解决,自从这个问题被发现以来,这种情况已经发生了好几次。但由于交叉电缆是少数,这并不那么简单。

如果我们想修复它,我们必须分多个阶段进行:

  • 随着速度的提升,使自动 MDI/MDI-X 协商成为标准的一部分
  • 使交叉成为电缆的一项要求
  • 使自动 MDI/MDI-X 成为标准的可选部分

在每个阶段我们都必须等待足够多的旧设备被替换,这样我们才不会在采取下一步时造成问题。

但问题更难解决。因为 10BASE-T 和 100BASE-TX 交叉电缆仅跨过其中两对,而其他两对仍然是直的。所以我们现有的大多数交叉电缆都不足以完全消除自动协商。所以在第一步,我们必须标准化自动协商,支持三种不同的布线,直通和两种不同的交叉电缆

但是关于只需要三种电缆布线方式的部分过于简单化了。如果在链路的每一端都使用跳线时开始混合使用不同类型的电缆,则布线可能会以四种不同的方式出现。那是假设电缆运行的每个部分都正确完成。

此外,如果新标准强制要求 MDI/MDI-X/.../... 支持所有四种交叉方式的自动协商,那么电缆制造商开始仅生产这种新型交叉电缆的机会有多大?毕竟,没有交叉的旧电缆适用于所有设备,新标准电缆仅适用于最新设备。

此外,必须记住,交叉只能发生在连接公对公或母对母连接器的电缆上。如果您有一端带有公连接器而另一端带有母连接器的电缆,则该特定电缆需要是直的。未能在所有电缆上遵循此要求将意味着它们可能会在路径上以偶数个交叉连接,这将导致两个设备之间出现未交叉连接。

尤其是任何用于将两条跳线连接在一起的母-母连接器,如果该母-母连接器也没有交叉连接,则可能与全交叉方法不兼容。

由于追溯修复糟糕的设计选择所涉及的所有复杂性,为什么它不会发生似乎很明显。甚至不明显,即使我们可以消除所有旧的直电缆,它也是可取的。

如果我们想象一个所有电缆都是交叉的世界,并且 MDI/MDI-X 协商是一个不存在的概念,那么当连接器手动安装在电缆上时,直电缆偶尔会错误地发生。所以自动协商实际上可能是理想的设计,特别是因为我们已经为它的开发和标准化付出了代价。