Funkcjonowanie sieci Ethernet
Ustalanie połączenia oraz tryby pełnego dupleksu i półdupleksu

Partnerzy połączeniowi mogą pominąć prezentację konfiguracji odpowiadającej ich możliwościom. Pozwala to administratorom sieciowym wymusić wybraną szybkość i tryb dupleksu portów bez wyłączania funkcji autonegocjacji.

Autonegocjacja jest funkcją opcjonalną w większości implementacji technologii Ethernet. Jego implementacji wymaga technologia Gigabit Ethernet, mimo że użytkownik może tę funkcję wyłączyć. Autonegocjacja była pierwotnie zdefiniowana dla implementacji technologii Ethernet opartych na okablowaniu UTP, a następnie została rozszerzona, tak by funkcjonowała z implementacjami światłowodowymi.

Gdy stacja biorąca udział w autonegocjacji próbuje po raz pierwszy nawiązać połączenie, powinna włączyć sygnalizację 100BASE-TX w celu podjęcia próby natychmiastowego ustanowienia połączenia. Jeśli sygnalizacja 100BASE-TX jest obecna, a stacja obsługuje standard 100BASE-TX, podjęta zostanie próba ustalenia połączenia bez negocjacji. Jeśli sygnalizacja spowoduje nawiązanie połączenia lub zostanie odebrana seria FLP, stacja będzie kontynuowała komunikację z wykorzystaniem tej technologii. Jeśli partner połączeniowy zamiast serii FLP nadaje sygnał NLP, automatycznie zakłada się, że urządzenie to jest stacją opartą na technologii 10BASE-T. Podczas tego początkowego interwału testowania obecności innych technologii ścieżka transmisyjna wysyła serie FLP. Standard nie zezwala na równoległe wykrycie jakiejkolwiek innej technologii.

Jeśli połączenie zostało ustanowione za pośrednictwem wykrywania równoległego, to połączenie musi być realizowane w trybie półdupleksu. Istnieją tylko dwie metody, za pomocą których można nawiązać połączenie w trybie pełnego dupleksu. Jedna z nich obejmuje pełen cykl autonegocjacji, zaś druga to administracyjne wymuszenie pracy obu partnerów połączeniowych w trybie pełnego dupleksu. Jeśli jeden z partnerów połączeniowych działa w wymuszonym trybie pełnego dupleksu, a drugi partner próbuje autonegocjacji, to pewne jest wystąpienie niedopasowania dupleksu. Spowoduje to kolizje i błędy na tym łączu. Co więcej, jeśli tryb pełnego dupleksu został wymuszony po jednej stronie, musi być on wymuszony również po drugiej stronie. Wyjątkiem od tej reguły jest technologia 10 Gigabit Ethernet, która nie obsługuje trybu półdupleksowego. Implementacje sprzętowe wielu producentów realizują funkcje cyklicznego przechodzenia przez różne możliwe stany. Przez chwilę są wysyłane serie FLP w celu autonegocjacji, później sprzęt zostaje skonfigurowany w trybie Fast Ethernet, następnie przez pewien czas podejmowana jest próba połączenia, po czym urządzenie jedynie nasłuchuje. Niektórzy producenci nie uwzględniają żadnych aktywnych prób połączenia do czasu odebrania przez interfejs serii FLP lub innego schematu sygnalizacji.

Istnieją dwa tryby dupleksu: półdupleks i pełny dupleks. Dla mediów współdzielonych tryb półdupleksu jest obowiązkowy. Wszystkie implementacje oparte na kablu koncentrycznym są półdupleksowe z natury i nie mogą pracować w trybie pełnego dupleksu. Implementacje oparte na skrętce UTP i światłowodzie mogą pracować w trybie półdupleksu. Implementacje technologii 10 Gb/s zostały określone z uwzględnieniem jedynie trybu pełnego dupleksu.

W trybie półdupleksu w danym momencie może nadawać tylko jedna stacja. W implementacjach na kablach koncentrycznych druga nadająca stacja spowoduje nałożenie się sygnałów i ich zniekształcenie. Ponieważ w wypadku kabla UTP i światłowodu nadawanie odbywa się przede wszystkim za pomocą osobnych par przewodów, sygnały nie mają możliwości nakładania się i zniekształcania. Technologia Ethernet zawiera reguły arbitrażu służące do rozwiązywania konfliktów powstających w sytuacjach, gdy więcej niż jedna stacja próbuje nadawać w tym samym czasie. Jeśli chodzi o połączenia punkt-punkt w trybie pełnego dupleksu, każda ze stacji może nadawać w dowolnym czasie bez względu na to, czy druga stacja prowadzi w danym momencie transmisję. 

Autonegocjacja pozwala na uniknięcie większości sytuacji, w których jedna stacja w połączeniu punkt-punkt nadaje zgodnie z regułami półdupleksu, a druga nadaje w trybie pełnego dupleksu.

Lista na rysunku opisuje postępowanie w sytuacji, gdy partnerzy połączeniowi mają możliwość współdzielenia więcej niż jednej wspólnej technologii. Lista ta służy do określania, która technologia z oferowanych konfiguracji powinna zostać wybrana.

Światłowodowe implementacje sieci Ethernet nie są uwzględnione na tej liście ustalania priorytetów, gdyż obwody elektroniczne i optyczne interfejsów tego typu nie pozwalają na prostą zmianę konfiguracji pomiędzy implementacjami. Zakłada się, że konfiguracja interfejsu jest stała. Jeśli dwa interfejsy mogą podjąć autonegocjację, oznacza to, że już wykorzystują tę samą implementację technologii Ethernet. Jednakże pozostaje do podjęcia kilka decyzji konfiguracyjnych, takich jak ustawienia dupleksu lub wybór stacji działającej jako nadrzędna dla celów taktowania.


Ćwiczenie interaktywne

Przeciągnij i upuść: Schemat blokowy ustanawiania łącza

Po wykonaniu tego ćwiczenia uczestnik kursu będzie w stanie zidentyfikować priorytet procesu ustanawiania łącza.