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オートネゴシエーション

chūdiăn: フリーbaĭshìdiăn『ウィキペディア(Wikipedia)』

オートネゴシエーションyīng: Auto-negotiation、A/N、オートネゴ)は、イーサネットにおけるケーブルjiēshídòngshèdìngnéngLANケーブルjiēにおいて、tōngxìnを2つのjiānいにsòngってzuìshìzhíxuănするものをzhĭす。1000BASE-T10GBASE-Tなどのguīとなっている。

100Mbpsxiàjiēでオートネゴシエーションがyoŭxiaòとそうでないzhíjiējiēすると、shèdìngによってはスループットがxiàするなどのネットワークzhànghaìyuányīnになるため、ネットワークguănzhěshífēnzhùするyaòがある。xiáng#yùnyòngshàngzhùjiécānzhaòのこと。

gaìyaò

[biān]

として、xiàのようなduìyīngguīchíつ2taíのLANケーブルjiēkaŏえる。

このでは、オートネゴシエーションnéngにより、liăngzhěgòngtōngのプロトコルのうちzuìgaōとなる「100BASE-TX bànèrzhòng」でdòngdeにリンクをquètōngxìnkaīshĭする。

bānにLANケーブルjiēポートでは、shùtōngxìnなるèrzhòngtōngxìnモード(bànèrzhòng/quánèrzhòng)、なるguīをサポートすることがnéngであり、オートネゴシエーションはzhŭにそのようなjiēポートをchí使shĭわれる。shēnduìyīngnéng(technology abilities)をおいにtōngzhīし、liăngzhě使shĭyòngnéngなもののzhōngからzuìliángdòngzuòモードがxuănされる。よりgaōのもの、bànèrzhòngよりもquánèrzhòngfāngyoūxiānされる。

オートネゴシエーションnéngとそうでないjiēすることもできる。これはえば、fāngがオートネゴシエーションにduìyīngしていなかったり、guănshàngオートネゴシエーションがxiaòshèdìngされていたりするchángdāngてはまる。jiēshíには、オートネゴシエーションnéngによるbìnglièjiănchūにより、xiāngshoŭわせることができる。しかしこのわせのchángèrzhòngtōngxìnモードをdòngjuédìngできないため、chángbànèrzhòngであるとjiădìngされ、quánèrzhòngtōngxìnshìshíshàngできない。これはyùnyòngshàngwènとなることがある(jiéhoùshù)。

オートネゴシエーションでは、tōngxìnèrzhòngtōngxìnモードwaìにも、フローzhì・マルチポートduìyīngマスター/スレーブshèdìngEEEなどのパラメタなどがやりとりされる。

OSIcānzhaòモデルでは、オートネゴシエーションはcéngshŭする。

yùnyòngshàngzhù

[biān]

jiātíngyòngyòngduōくのネットワークがオートネゴシエーションにduìyīngしており、デフォルトでyoŭxiaòhuàされている[1][2]。さらにānjiàではそもそもオートネゴシエーションをjiěchúしてtōngxìnモードをshoŭdòngshèdìngできないことがduōい。そのため、オートネゴシエーションをshìせずにyòngしているユーザはduōい。しかし、オートネゴシエーションは、った使shĭfāngをしたり、yòngjiěchúしたりすると、ネットワークzhànghaìyuányīnになる。

xiàのような2つのzhíjiējiēするchángwènとなる。

  • A: オートネゴシエーションshèdìng
  • B: 10BASE-Tまたは100BASE-TXquánèrzhòngモードでdìngdòngzuòするもの

このとき、Aはオートネゴシエーションのshìyàngshàngbànèrzhòngとしてdòngshèdìngされるため、A-Bjiānèrzhòngtōngxìnモードがzhìとなる。このzhuàngtaìでもネットワークはāndìngながらdòngzuòするため、pingによるshūtōngquèrènshìyànではwènrènzhīすることができない。しかし、liàngのパケットshēngし、スループットがxiàする。

bānに、100MbpsxiàのLANケーブルtōngxìnでは、liăngzhěでオートネゴシエーションのyoŭxiaòxiaòjiānえておくyaòがある。běndeにはyoŭxiaòにすることがtuījiăngされる[3]が、ānjiàなどで10BASE-Tにしかduìyīngしないようなとのjiēはそもそもオートネゴシエーションnéngduìyīngしていないため、jiēのオートネゴシエーションをxiaòにしなければならないchángもある。

èrzhòngtōngxìnモードのzhì

[biān]

2つののうち、piànfāngquánèrzhòngpiànfāngbànèrzhòngdòngzuòしているchángliăngzhětóngshíにフレームをsòngxìnしようとすると、feīchángいスループットのjiēとなる。これは、quánèrzhòngモードではデータをliăngfāngxiàngtóngshísòngshoùxìnできるが、bànèrzhòngモードではfāngxiàngにしかsòngxìnできないためである。そのjiéguŏquánèrzhòngshoùxìnzhōngにデータをsòngxìnするchángbànèrzhòngsòngxìnzhōngのデータshoùxìnchōng(コリジョン)としてjiănzhīし、sòngxìnzhōngのフレームをzaìsòngxìnしようとする。fāngで、quánèrzhòngではchōngjiănchūせず、xiāngshoŭchōngによってsŭnしているとしてfeìしたchángでも、フレームをzaìsòngxìnしない。このようなフレームのzaìsòngsŭnpínすることでスループットのxiàzhaōく。

jiànユーザからはpiànfāngxiàngのみのtōngxìnjiànえるchángでもパケットsŭnshīshēngすることがある。これはTCPtōngxìnなど、sòngxìnsòngったパケットをshoùxìnquèrènyīngするhuánjìngであるchángshíのデータがfāngxiàngにのみsòngxìnされているchángでも、fāngxiàngsòngxìnされるquèrènyīngパケットとのchōngshēngしていることがありえるためである。

このようなèrzhòngtōngxìnモードのzhìjiànつけるfāngとして、liăngtŏngqíngbaòyòngいることができる。quánèrzhòngでは、shoùxìnフレームがchōngjiănchūによってqiēshěてられることはないため、bànèrzhòngsòngxìnしようとしてqiēられたフレームからFCSエラーをbaògaòできる。bànèrzhòngでは、タイミングによってはレイト・コリジョン(64バイトshàngsòngったときにshēngするchōng)をjiănchūすることがあり、これはCSMA/CDでハードエラーとしてjiěshìされてフレームをzaìsòngxìnしないchángもある。bànèrzhòngによるレイト・コリジョンとquánèrzhòngによるFCSエラーのわせは、このようなwènのあるjiējiănchūyòngできる。

guī

[biān]

オートネゴシエーションは、IEEE 802.3のxiàjiéguīdìngされている[4]

1995nián100メガビット・イーサネットとしてIEEE 802.3uguībiaōzhŭnhuàされたときに、そのオプションnéngとしてchūめてオートネゴシエーションのshìyàngguīdìngされた[5]。このshìyàngは、ナショナル セミコンダクターによるNWayとばれるshùyuánになっており、ライセンスliaòzhīうだけでshuíでもこのシステムを使shĭえることをbaŏzhèngするwénmiàngōngkaīされている[6]メーカはそのyòngquángoùしてshízhuāngした[7]

IEEE 802.3uのchūbănではshìyàngshífēndiănがあったため、メーカのshízhuāngにばらつきがあり、なるメーカのjiānではオートネゴシエーションがshībaìすることがあった。chūshìyànglùnがあったsuŏは、1998niánの802.3gaĭbănshíxuēchúされた。

1999niánギガビット・イーサネットとしてIEEE 802.3abがbiaōzhŭnhuàされ、このzhōngcónglaíオプションnéngだったオートネゴシエーションが1000BASE-Tではであるとguīdìngされた[8]。「1000BASE-Tquánèrzhòngdìngdòngzuò」のshèdìngyòngされているネットワークがあるが、これはjiēshíのオートネゴシエーションでduìyīngguīを1000BASE-Tquánèrzhòngのみとしてtōngzhīするdòngzuòzhĭ[9]jiànghoù10GBASE-T2.5GBASE-Tなどもすべてguīdìngされている[10][11]

yoūxiān

[biān]

jiēされた2つのは、おいにxiāngshoŭduìyīngnéngshoùxìnすると、liăngzhěgòngtōngduìyīngしているもののうちからzuìliángguījuédìngする。802.3の2018niánbănguīdìngしているツイストペアguīyoūxiānshùnweìtōngりであり[12]gòngtōngduìyīngしているもののうちこのlănshàngweìにあるtōngxìnshìyòngされる。

  1. 40GBASE-T quánèrzhòng
  2. 25GBASE-T quánèrzhòng
  3. 10GBASE-T quánèrzhòng
  4. 5GBASE-T quánèrzhòng
  5. 2.5GBASE-T quánèrzhòng
  6. 1000BASE-T quánèrzhòng
  7. 1000BASE-T bànèrzhòng
  8. 100BASE-T2 quánèrzhòng
  9. 100BASE-TX quánèrzhòng
  10. 100BASE-T2 bànèrzhòng
  11. 100BASE-T4 bànèrzhòng
  12. 100BASE-TX bànèrzhòng
  13. 10BASE-T quánèrzhòng
  14. 10BASE-T bànèrzhòng

データgoùchéng

[biān]

diànxìnhaò

[biān]
10BASE-Tのアイドルモード。パルス100ナノmiaŏdānパルス[13]が16(±8)ミリmiaŏjiānshēngchéngされる。

オートネゴシエーションは10BASE-Tjiēquèfāngshìづいている[14]ため、chūめに10BASE-Tのfāngshìについてgaìshuōする。10BASE-Tではjiēcúnzaìjiănchūするためにdìngjiānでパルスをsòngxìnしており[zhùshì 1]フレームのデータsòngxìnしていないときはこのパルスをsòngxìnする。10BASE-Tでは50〜150ミリmiaŏjiānこのパルスもフレームもshoùxìnできないとリンクダウンをjiănchūする[15]

FLPバースト3huífēn。10BASE-Tのパルスjiāntóngyàngに、FLPバーストのkaīshĭタイミングも16(±8)ミリmiaŏjiānshēngchéngされる。

オートネゴシエーションでは、tóngyàngのパルスを2ミリmiaŏneìzuì33liánしてsòngる。このliánパルスをFLP (fast link pulse)バーストとぶ。

1huíのFLPバーストではquánで16ビットをbiaŏxiànしており、オートネゴシエーションのzhŏngパラメタがhánまれる[zhùshì 2]

FLPバーストによる16ビットのhaòhuà。17のクロックパルスのjiānに16ビットがchāされる。

FLPバーストは17のクロックパルスとそのjiānchāされるzuì16のビットパルスからchéngる。クロックパルスは125(±14)マイクロmiaŏjiānsòngられ、そのzhōngjiānに(すなわちクロックパルスの62.5マイクロmiaŏhoùに)chāされるビットパルスのyoŭ1/0biaŏxiànする[17]

FLPバーストの16ビットを「ページ」または「リンクコードワード」(LCW: link codeword)とぶ。ビット0はFLPバーストのzuìchūのビットパルスにduìyīngし、ビット15はzuìhoùのビットパルスにduìyīngする。

ベースページ

[biān]

FLPバーストは16ビットずつデータをsòngxìnする。jiēshízuìchūsòngxìnデータはベースページ(base page)またはベースLCW (base link codeword)とび、xiàのようなneìróngsòngる。

ベースページ(clause 28)のshūshì[18][19]
ビット míngchēng neìróng
4-0 セレクタ duìyīngguīshìす。(zhíはビット4→ビット0のshùn)
00001: IEEE 802.3
00010: IEEE 802.9a (feìzhĭ)
00011: IEEE 802.5v (feìzhĭ)
00100: IEEE 1394
00101: INCITS
5 duìyīngnéng
(technology ability)
10BASE-T (bànèrzhòng) duìyīng
6 10BASE-T quánèrzhòng duìyīng
7 100BASE-TX (bànèrzhòng) duìyīng
8 100BASE-TX quánèrzhòng duìyīng
9 100BASE-T4 duìyīng
10 quánèrzhòngduìchēngPAUSE duìyīng
11 quánèrzhòngfeīduìchēngPAUSE duìyīng
12 zhuījiāページあり ベースページのhoùzhuījiāページ(kuòzhāngbăn)をsòngxìnするときに使shĭう。
13 リモートフォルト リンクダウンをjiănchūしている(パルスがshoùxìnできていない)ときに1shìす。
14 quèrènyīng (ACK) xiāngshoŭからベースページをtóngneìróngzuì3huíshoùxìnしたときに1shìす。
15 zhuījiāページあり ベースページのhoùzhuījiāページをsòngxìnするときに使shĭう。

ビット10にあたるPAUSEshèdìngでは、liăngzhě1tóngshìchángにのみshuāngfāngxiàngでPAUSEをsòngshoùする。また、liăngzhěでビット10・11のzhí0・11・1わせとなったchángqiánzhěがPAUSEsòngxìnのみ、hoùzhěshoùxìnのみとなる[20]

ビット14にあたるquèrènyīngは、xiāngshoŭのベースページをzhèngしくshoùxìnしたことをzhīらせるために使shĭう。xiāngshoŭのベースページをtóngneìróngzuì3huíshoùxìnしたときに1shìし、jiàngはこのビットを1baŏchíしたままベースページを6~8huísòngxìnする[21]

ビット12・15にあたるzhuījiāページありビットは、jiézhuījiāページをsòngxìnしようとしているときに1shèdìngされる。ベースページのこのビットが1になったものをliăngfāngshoùxìnしたchángにのみ、jiàngzhuījiāページがsòngxìnされる。

zhuījiāページ

[biān]

zhuījiāページ(Next Pages)を使shĭyòngすると、qiánjiéのパラメタwaìにさらにのパラメタをtōngzhīすることができる。えばshàngベースページにhánまれない1000BASE-Tやそれshàngtōngxìnchángにこのページがyòngいられる。

zhuījiāページにはxiàの4zhŏngleìがある。16ビットbăn使shĭうときはベースページのビット15を1に、48ビットkuòzhāngbăn使shĭうときはベースページのビット12を1にする。

  • メッセージページ (message page): 16ビット
  • yoúshūshìページ (unformatted page): 16ビット
  • メッセージページkuòzhāngbăn (extended message page): 48ビット
  • yoúshūshìページkuòzhāngbăn (extended unformatted page): 48ビット

これらはメッセージページ、yoúshūshìページのshùnsòngされる。xiānxíngのメッセージページではデータzhŏngbiéのみをtōngzhīし、hoùyoúshūshìページではデータzhŏngbiéyīngじてそのneìróngやページshùbiànhuàする。 いずれもxiàのようなxíngshìでデータをやりとりする。

zhuījiāページ(clause 28)のshūshì[22]
ビット míngchēng neìróng
10-0 データzhŏngbié/データ メッセージページのcháng: データzhŏngbié
(xiàzhŭなもの、zhíはビット0をLSBとした11ビットzhí)
7: 100BASE-T2 yòng
8: 1000BASE-T yòng
9: 1Gbpsshàngyòng
10: EEE yòng
yoúshūshìページのcháng: データ
(メッセージページでshìされたzhŏngbiéによってなる)
11 トグル 1ページごとに01jiaōqiēえてsòngる。loùfángzhĭyòng
12 quèrènyīng (ACK) xiāngshoŭからzhuījiāページをzhèngしくshoùxìnしたことをshìす。
13 ページzhŏngbié 0: yoúshūshìページ
1: メッセージページ
14 quèrènyīng2 (ACK2) xiāngshoŭからlaízhuījiāページのneìróngduìyīngnéngかをshìす。
15 zhuījiāページあり このページのhoùbiéのページをsòngxìnするときに使shĭう。
47-16 yoúshūshì (kuòzhāngbănのみ)

として、1000BASE-Tchángxiàのようにquánで4ページがyòngいられる。ベースページ、メッセージページをsòngったあとにyoúshūshìページを2ページfēnsòngするfāngshìguīdìngされている。

1000BASE-T オートネゴシエーションにおけるページsòngshoŭshùnshūshì[23]
ページ ビット neìróng
1: ベースページ 4-0 1: IEEE 802.3 duìyīng
11-5 (100BASE-TXや10BASE-Tなどのduìyīngがあるchángにはduìyīngzhíる)
15 1: zhuījiāページあり
2: メッセージページ 10-0 8: 1000BASE-T yòng
13 1: メッセージページ
15 1: zhuījiāページあり
3: yoúshūshìページ1 0 マスタ/スレーブdìngshèdìng
1 1: マスタ, 0: スレーブ (ビット0が1のときのみyoŭxiaò)
2 1000BASE-T マルチポート duìyīng
3 1000BASE-T quánèrzhòng duìyīng
4 1000BASE-T bànèrzhòng duìyīng
10-5 (0dìng)
13 0: yoúshūshìページ
15 1: zhuījiāページあり
4: yoúshūshìページ2 10-0 マスタ/スレーブyòngluànshùzhí
(xiāngshoŭよりきいzhíならマスタ、qiánページのビット0が0のときのみyoŭxiaò)
13 0: yoúshūshìページ
15 0: zuìzhōngページ

1Gbpsをchaōえるguīduìyīngでは、xiàのように48ビットkuòzhāngbănzhuījiāページをyòngいる。

1Gbpsshàngのオートネゴシエーションにおけるページsòngshoŭshùnshūshì[24]
ページ ビット neìróng
1: ベースページ 4-0 1: IEEE 802.3 duìyīng
11-5 (100BASE-TXや10BASE-Tなどのduìyīngがあるchángにはduìyīngzhíる)
12 1: zhuījiāページあり
2: メッセージページ
kuòzhāngbăn
10-0 9: 1Gbpsshàngyòng
13 1: メッセージページ
15 1: zhuījiāページあり
3: yoúshūshìページ
kuòzhāngbăn
10-0 (0dìng)
13 0: yoúshūshìページ
15 0: zuìzhōngページ
26-16 マスタ/スレーブyòngluànshùzhí
(xiāngshoŭよりきいzhíならマスタ、ビット27が0のときのみyoŭxiaò)
27 マスタ/スレーブdìngshèdìng
28 1: マスタ, 0: スレーブ (ビット27が1のときのみyoŭxiaò)
29 マルチポート duìyīng
30 1000BASE-T quánèrzhòng duìyīng
31 1000BASE-T bànèrzhòng duìyīng
32 10GBASE-T duìyīng
33 (1dìng, スレーブによるshoùxìnクロックのsòngxìnyòng)
34 ショートリーチdòngzuò
35 10GBASE-T fast retrain duìyīng
36 (0dìng, duìxiàngへのPMAトレーニングリセットyaòqiú)
37 (0dìng)
38 100BASE-TX EEE duìyīng
39 1000BASE-T EEE duìyīng
40 10GBASE-T EEE duìyīng
41 25GBASE-T duìyīng
42 40GBASE-T duìyīng
43 2.5GBASE-T duìyīng
44 5GBASE-T duìyīng
47-45 (0dìng)

[biān]

オートネゴシエーションは、xiàによりbaŏされている。

そのyúnsòngmeí

[biān]

オートネゴシエーションはLANケーブルjiēwaìguīにもzhuănyòngされているものがある。

guāngファイバ

[biān]

1000BASE-Xzhŏngguāngファイバguīにオプションとしてshízhuāngされており、8b/10bshūシンボル[25]yòngいてxiàの16ビットのベースページをやりとりする。

1000BASE-X ベースページ(clause 37)のshūshì[26]
ビット neìróng
4-0 (0dìng)
5 1000BASE-X quánèrzhòng duìyīng
6 1000BASE-X bànèrzhòng duìyīng
7 quánèrzhòngduìchēngPAUSE duìyīng
8 quánèrzhòngfeīduìchēngPAUSE duìyīng
11-9 (0dìng)
13-12 リモートフォルト
00: zhèngcháng, 10: sòngxìntíngzhĭzhōng, 01: shoùxìnなし, 11: オートネゴシエーションshībaì
14 ACK
15 zhuījiāページあり

バックプレーン・ダイレクトアタッチケーブル

[biān]

156.25Mbps (6.4ナノmiaŏ/bit)のchaīdòngマンチェスタhaòにより、xiàの48ビットのベースページをやりとりする[27]

ベースページ(clause 73)のshūshì[28]
ビット míngchēng neìróng
4-0 (S4-S0) セレクタ (ツイストペアguītóngじ)
9-5 (E4-E0) shoùxìnluànshù
(Echoed Nonce)
ACKshíxiāngshoŭからlaíたT4-T0のzhíする。
11-10 (C1-C0) Capability PAUSEshèdìng (ツイストペアguītóngじ)
12 (C2) (0dìng)
13 リモートフォルト (ツイストペアguītóngじ)
14 ACK (ツイストペアguītóngじ)
15 zhuījiāページあり (ツイストペアguītóngじ)
20-16 (T4-T0) sòngxìnluànshù
(Transmitted Nonce)
xiāngshoŭからlaíたE4-E0のzhíjiaòする。
21 (A0) duìyīngnéng
(Technology Ability)
1000BASE-KX
22 (A1) 10GBASE-KX4
23 (A2) 10GBASE-KR
24 (A3) 40GBASE-KR4
25 (A4) 40GBASE-CR4
26 (A5) 100GBASE-CR10
27 (A6) 100GBASE-KP4
28 (A7) 100GBASE-KR4
29 (A8) 100GBASE-CR4
30 (A9) 25GBASE-KR-S or 25GBASE-CR-S
31 (A10) 25GBASE-KR or 25GBASE-CR
32 (A11) 2.5GBASE-KX
33 (A12) 5GBASE-KR
34 (A13) 50GBASE-KR or 50GBASE-CR
35 (A14) 100GBASE-KR2 or 100GBASE-CR2
36 (A15) 200GBASE-KR4 or 200GBASE-CR4
43-37 (A22-16) (0dìng)
44 (F2) FECduìyīng 25G RS-FEC dòngzuò
45 (F3) 25G BASE-R FEC dòngzuò
46 (F0) 10Gbps FEC néngあり
47 (F1) 10Gbps FEC dòngzuò

シングルペアケーブル

[biān]

chaīdòngマンチェスタhaòによりbànèrzhòngで48ビットのベースページをやりとりする[29]xìnhaòは2zhŏngleìある[30]

  • gaōモード: 16+2/3 Mbps (60ナノmiaŏ/bit)
  • モード: 625 kbps (1.6マイクロmiaŏ/bit, 10BASE-T1Lyòng)

シングルペアguīにおいても1ポートでshùguīをサポートすることができ、xiàyoūxiānguīdìngされている[31]

  1. 10GBASE-T1
  2. 5GBASE-T1
  3. 2.5GBASE-T1
  4. 1000BASE-T1
  5. 100BASE-T1
  6. 10BASE-T1S quánèrzhòng
  7. 10BASE-T1S bànèrzhòng
  8. 10BASE-T1L

guānliánxiàng

[biān]
  • Auto MDI-X - ストレート・クロスケーブルjiēdòngshèdìng

jiaŏzhù

[biān]
  1. ^ このパルスは、10BASE-TのyòngではLink Integrity Test (LIT, リンクzhěngxìngshìyàn)パルス、オートネゴシエーションのyòngではNLP (normal link pulse, ノーマルリンクパルス)とぶ。
  2. ^ なお、FLPバーストのkuòzhāngbănとして48ビットをbiaŏxiànするものもあり、これはtóngyàngshoŭで6ミリmiaŏneìzuì97パルスをliánしてsòng[16]

chūdiăn

[biān]
  1. ^ Configuring and Troubleshooting Ethernet 10/100/1000Mb Half/Full Duplex Auto-Negotiation”. Cisco. 2012nián1yuè12yuèlăn。 “Cisco recommends to leave auto-negotiation on for those devices compliant with 802.3u.”
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