Интерфейс , зависящий от среды ( MDI ), описывает интерфейс (как физический, так и электрический/оптический) в компьютерной сети от реализации физического уровня до физической среды, используемой для передачи данных. Ethernet по витой паре также определяет интерфейс кроссовера интерфейса, зависящий от среды (MDI-X). Автоматические порты MDI-X на новых сетевых интерфейсах определяют, потребует ли соединение перекрестного соединения, и автоматически выбирают конфигурацию MDI или MDI-X для правильного соответствия другому концу канала.
Популярное семейство Ethernet определяет общие интерфейсы, зависящие от среды передачи. Для 10BASE5 подключение к коаксиальному кабелю осуществлялось либо с помощью ответвителя , либо с помощью пары разъемов N. Для 10BASE2 подключение к коаксиальному кабелю обычно осуществлялось с помощью одного разъема BNC , к которому прикреплялся тройник. Для витой пары 8P8C используются модульные разъемы (часто в этом контексте неправильно называемые «RJ45»). Для оптоволокна используются различные разъемы в зависимости от производителя и наличия физического пространства.
В 10BASE-T и 100BASE-TX для двух направлений связи используются отдельные витые пары. Поскольку кабели витой пары обычно подключаются между контактами (прямо), для интерфейса, зависящего от среды, используются две разные распиновки. Они называются MDI и MDI-X (кроссовер интерфейса, зависящий от среды). При подключении порта MDI к порту MDI-X используется прямой кабель, а для соединения двух портов MDI или двух портов MDI-X необходимо использовать перекрестный кабель. Обычно MDI используется на конечных устройствах и маршрутизаторах , а MDI-X — на концентраторах и коммутаторах . Некоторые концентраторы и коммутаторы имеют порт восходящей связи MDI (часто переключаемый) для подключения к другим концентраторам или коммутаторам без перекрестного кабеля .
Эта терминология обычно относится к вариантам технологии Ethernet по витой паре , в которых используется гнездовое соединение порта 8P8C на компьютере или другом сетевом устройстве.
X означает, что провода передачи на устройстве MDI должны быть подключены к проводам приема на устройстве MDI-X. Прямые кабели соединяют контакты 1 и 2 (передача) на устройстве MDI с контактами 1 и 2 (прием) на устройстве MDI-X. Аналогично, контакты 3 и 6 являются контактами приема на устройстве MDI и контактами передачи на устройстве MDI-X. Общее соглашение заключается в том, что сетевые концентраторы , мосты и коммутаторы используют конфигурацию MDI-X, в то время как все остальные узлы, такие как персональные компьютеры , рабочие станции , серверы и маршрутизаторы, используют интерфейс MDI. Некоторые маршрутизаторы и другие устройства имели переключатель восходящего/обычного канала для переключения между MDI и MDI-X на определенном порту. [1]
Требование подключения передатчика на одной стороне к приемнику на другой стороне и наоборот приводит к необходимости всегда иметь нечетное количество кроссоверов между двумя устройствами, при этом порт MDI-X содержит внутренний кроссовер. Таким образом, для подключения MDI к MDI-X требуется прямой кабель (всего один кроссовер). Для подключения MDI к MDI (без кроссовера) или MDI-X к MDI-X (два кроссовера) требуется (другой) кроссовер в кабеле, чтобы получить нечетное число. При использовании более сложных конфигураций с использованием нескольких патч-панелей в структурированной кабельной системе соединение может использовать несколько патч-панелей и сегментов строительного кабеля. Рекомендуется располагать все необходимые кроссоверы на одной стороне, т. е. либо на центральном концентраторе/коммутаторе, либо на каждом вторичном концентраторе/коммутаторе.
Для подключения двух портов одинаковой конфигурации (MDI к MDI или MDI-X к MDI-X) со скоростью 10 или 100 Мбит/с (10BASE-T или 100BASE-TX) необходим перекрестный кабель Ethernet для пересечения передавать и принимать сигналы по кабелю, чтобы они были согласованы на уровне разъема. Путаница, связанная с необходимостью использования двух разных типов кабелей для чего-либо, кроме иерархической топологии сети «звезда», привела к более автоматическому решению.
Auto MDI-X (также известный как «автокроссовер») автоматически определяет необходимый тип кабельного соединения и соответствующим образом настраивает соединение, устраняя необходимость в перекрестных кабелях для соединения коммутаторов или однорангового соединения ПК. Пока эта функция включена на любом конце соединения, можно использовать любой тип кабеля. Для правильной работы автоматического MDI-X скорость передачи данных на интерфейсе и настройка дуплекса должны быть установлены на «авто». Auto MDI-X был разработан инженерами Hewlett-Packard Дэниелом Джозефом Давом и Брюсом В. Мелвином. [2] Генератор псевдослучайных чисел решает, будет ли сетевой порт подключать свой передатчик или приемник к каждой из витых пар, используемых для автоматического согласования канала. [3] [4]
Когда два порта автоматического MDI-X соединены вместе, что является нормальным для современных продуктов, время разрешения алгоритма обычно составляет < 500 мс. Однако асинхронный таймер ~1,4 секунды используется для разрешения крайне редкого случая (с вероятностью менее 1 из 5×10 21 ) цикла, в котором каждый конец продолжает переключаться. [5]
Впоследствии компания Dove продвигала автоматический MDI-X в рамках стандарта 1000BASE-T [5] , а также разработала запатентованные алгоритмы для «принудительного автоматического режима MDI-X», которые позволяют автоматически устанавливать соединение, даже если порт не выполняет автоматическое согласование. [6] Это может быть реализовано или не реализовано на конкретном устройстве, поэтому иногда перекрестный кабель может все же потребоваться при подключении автоматического MDI-X к MDI-X (концентратору или коммутатору), особенно когда автосогласование отключено. [7]
Новые маршрутизаторы, концентраторы и коммутаторы (включая некоторые 10/100 и все 1-гигабитные или 10-гигабитные устройства на практике) используют автоматический MDI-X для соединений 10/100 Мбит, чтобы автоматически переключаться на правильную конфигурацию после подключения кабеля.
Гигабитные и более быстрые каналы Ethernet по витой паре используют все четыре пары кабелей для одновременной передачи в обоих направлениях. По этой причине нет выделенных пар передачи и приема, и, следовательно, для связи 1000BASE-T никогда не требуются перекрестные кабели. [8] Подуровень подключения физической среды (PMA) обеспечивает идентификацию каждой пары и обычно продолжает работать и с перекрестными кабелями, даже если пары необычно перепутаны, перекрещены или если полярность пары неожиданно инвертирована. [9]