Proceso detallado de auto-negociación en Interfaces Ethernet

Pubilicado 2019-1-20 12:45:15 39 0 0 0

Existen dos tipos mecanismos de auto-negociación: auto-negociación y auto-sensado/detección de velocidad. Auto-Negociación: es un mecanismo de handshake estándar para la negociación de múltiples atributos de interfaz tal como la tasa. Cuando dos interfaces son conectadas, la interfaz que tiene habilitado la auto-negociación puede ser configurada automáticamente con los parámetros óptimos soportados por ambas interfaces (por ejemplo, la interfaz puede trabajar con una tasa de 100 Mbit/s y en modo full-duplex). Interfaces con auto-negociación habilitada pueden ser conectadas a interfaces que no soportan la auto-negociación.

Auto-sensado/detección de velocidad: es un mecanismo solo para la negociación de la tasa. Por ejemplo, cuando dos interfaces son conectadas y una de ellas trabaja a una tasa de 10 Mbits/s o 100 Mbit/s y en modo dúplex, la otra interfaz es negociada automáticamente para trabajar a una tasa de 10 Mbit/s o 100 Mbit/s con su modo dúplex sin configurar.

Cuando dos interfaces Ethernet 10BASE-T que solo trabajan a una tasa de 10 Mbit/s y no soportan auto-negociación están conectadas, estas envían pulsos de prueba de enlace (LTPs) para revisar que el enlace puede ser usado antes de levantarlo. Cuando dos interfaces Ethernet 100BASE-T que solo trabajan a una tasa de 100 Mbit/s y no soportan auto-negociación están conectadas, estas mandan flujos Fast Ethernet IDLE para revisar que el enlace puede ser usado antes de levantarlo.

Interfaces Ethernet que soportan auto-negociación envían pulsos de enlace rápidos (FLPs) antes de que se levante el enlace. Los FLPs combinan un grupo de LTPs y pulsos de datos, indicando ciertos atributos de la interfaz, por ejemplo, la interfaz puede trabajar con una tasa de 100 Mbit/s y en modo full-duplex. Las interfaces que no soportan la auto-negociación tales como 10BASE-T identifican FLPs como LTPs. Un dispositivo que soporta auto-negociación puede identificar atributos de la interfaz cargados en FTPs y configurar el enlace con los parámetros óptimos intercambiando FLPs con el dispositivo remoto. Si un dispositivo que soporta auto-negociación recibe LTPs en lugar de FTPs, el dispositivo configura la interfaz local para trabajar con una tasa de 10 Mbit/s y en modo half-duplex. Si un dispositivo que soporta auto-negociación recibe flujos Fast Ethernet IDLE, el dispositivo configura la interfaz local para trabajar con una tasa de 100 Mbit/s y en modo half-duplex. Los mecanismos anteriores solo aplican para interfaces de cable de cobre de 10M/100M, interfaces ópticas de 1000M, e interfaces eléctricas de 1000M. Interfaces 100BASE-FX no soportan auto-negociación.

A continuación se describe la auto-negociación entre interfaces trabajando a tasas de 10 Mbit/s. 100 Mbit/s, o 10 Mbit/s y 100 Mbit/s respectivamente.

En la Figura 1-1, dos dispositivos que soportan auto-negociación están conectados.

Figura 1-1 Conexión entre dos dispositivos que soportan auto-negociación

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Dispositi**** y Dispositivo B mandan FTPs. Cada dispositivo configura el bit de confirmación en sus propios FLPs después de recibir FLPs del dispositivo remoto, configura su tasa y modo duplex a las configuraciones optimas soportadas por ambos dispositivos, y después comienza a mandar flujos Fast Ethernet IDLE. Después el enlace se levanta.

En la Figura 1-2, una interfaz en modo de auto-negociación está conectada a una interfaz 10BASE-T.

Figura 1-2 Conexión entre una interfaz en modo auto-negociación y una 10BASE-T

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Dispositi**** manda FLPs y dispositivo B manda LTPs. Dispositi**** configura la interfaz local para trabajar con una tasa de 10 Mbit/s y en modo half-duplex después de recibir LTPs del dispositivo B. Esto presenta un riesgo. Cuando el dispositivo B trabaja en una tasa de 10 Mbit/s y en modo full-duplex, el Dispositi**** aun esta negociado para trabajar con una tasa de 10Mbit/s y en modo half-duplex.

En la Figura 1-3, una interfaz en modo auto-negociación está conectada a una 100BASE-T.

Figura 1-3 Conexión entre una interfaz en modo auto-negociación y una 100BASE-T

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Dispositi**** manda FLPs y el Dispositivo B manda flujos Fast Ethernet IDLE. Después de recibir los flujos del Dispositivo B, el Dispositi**** configure la interfaz local para trabajar con una tasa de 100 Mbit/s y en modo half-duplex y comienza a mandar flujos Fast Ethernet IDLE. Esto presenta un riesgo. Cuando el Dispositivo B trabaja en una tasa de 100 Mbit/s y en modo full-duplex, el Dispositi**** aun esta negociado para trabajar con una tasa de 100 Mbit/s y en modo half-duplex.

En la Figura 1-4, auto-negociación causa una incompatibilidad del modo duplex.

Figura 1-4 Incompatibilidad del modo duplex causada por auto-negociación

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Dispositi**** trabaja en modo auto-negociación. El Dispositivo B está configurado para trabajar con una tasa de 100 Mbit/s y en modo full-duplex y tiene deshabilitado la auto-negociación, sin embargo soporta la auto-negociación. Por lo tanto, el Dispositi**** manda FLPs y el Dispositivo B manda flujos Fast Ethernet IDLE. Después de recibir flujos Fast Ethernet IDLE del Dispositivo B, el Dispositi**** configura la interfaz local para trabajar con una tasa de 100 Mbit/s y en modo half-duplex. El Dispositivo B es forzado a trabajar con una tasa de 100 Mbit/s y en modo full-duplex, ocasionando el siguiente problema. Cuando el Dispositi**** y el Dispositivo B mandan un frame simultáneamente, el Dispositi**** considera que existe un conflicto. Por lo tanto destruye su propio frame, descarta el frame del Dispositivo B, y trata de reenviar un frame. El Dispositivo B no reenvía el frame y considera que los frames del Dispositi**** como “corruptos”. Por lo tanto, el Dispositi**** registra muchos frames de colisión retrasados y el Dispositivo B registra muchos frames de error CRC.

En la Figura 1-5, el enlace aún no está levantado debido a configuraciones incorrectas.

Figura 1-5 Enlace aún no está levantado debido a configuraciones incorrectas

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Dispositi**** esta configurado para trabajar con una tasa de 100 Mbit/s y en modo full-duplex y con auto-negociación habilitada, y el Dispositivo B está configurado para trabajar con una tasa de 100 Mbit/s en modo half-duplex (o solo en modo half-duplex) y tiene auto-negociación habilitada. Cada dispositivo recibe FLPs del dispositivo remoto, pero no puede cambiar su modo duplex porque estos son inconsistentes entre ellos. Por lo tanto, el enlace no levanta.

La Figura 1-6 muestra operaciones entre un dispositivo en modo auto-negociación y un dispositivo en modo auto-sensado.

Figura 1-6 Operaciones entre un dispositivo en modo auto-negociación y un dispositivo en modo auto-sensado

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Dispositivos en modo auto-sensado no envían FLPs e identifican FLPs como LTPs. Originalmente envían flujos Fast Ethernet IDLE y continúan enviando flujos después de recibir los flujos de dispositivos remotos. Por ejemplo, el Dispositi**** trabaja en modo auto-negociación y el Dispositivo B trabaja en modo auto-sensado. Originalmente, el Dispositi**** envía FLPs y el Dispositivo B envía flujos Fast Ethernet IDLE. Después de recibir los flujos del Dispositivo B, el Dispositi**** configura la interfaz local para trabajar con una tasa de 100 Mbit/s y en modo half-duplex y comienza a enviar flujos Fast Ethernet IDLE. El Dispositivo B recibe FLPs del Dispositi**** e identifica FLPs como LTPs. El Dispositivo B entonces configura la interfaz local para trabajar con una tasa de 10 Mbit/s y en modo half-duplex y comienza a enviar LTPs. El enlace levanta. (El Dispositivo B trata los flujos de Fast Ethernet IDLE del Dispositi**** como datos basura, y el Dispositi**** puede que no responda a los LTPs del Dispositivo B.) Po lo tanto, una interfaz trabaja con una tasa de 10 Mbit/s y la otra con una tasa de 100 Mbit/s.

En la Figura 1-7, dos dispositivos que soportan auto-negociación están conectados.

Figura 1-7 Conexión entre dos dispositivo que soportan auto-negociación

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Originalmente, el Dispositi**** envía FLPs y el Dispositivo B envía flujos Fast Ethernet IDLE. El Dispositivo B primero recibe FLPs del Dispositi**** e identifica FLPs como LTPs. El Dispositivo B entonces configura la interfaz local para trabajar con una tasa de 10 Mbit/s y en modo half-duplex y comienza a enviar LTPs. Después de recibir LTPs del Dispositivo B, el Dispositi**** configura la interfaz local para trabajar con una tasa de 10 Mbit/s y en modo half-duplex. El enlace levanta.

Lo siguiente describe la auto-negociación entre dos interfaces trabajando a una tasa de 1000 Mbit/s.

Los mecanismos de auto-negociación para interfaces trabajando a una tasa de 1000 Mbit/s e interfaces en tasas de 10 Mbit/s y 100 Mbit/s son los mismos. Interfaces 1000BASE-LX y 1000BASE-SX utilizan los mecanismos de auto-negociación para negociar los modos duplex y el control de flujo. La auto-negociación en interfaces 1000BASE-T también incluye negociación de otro atributos (tales como la negociación de las interfaces maestro y esclavo). Las interfaces que trabajan en tasas de 1000 Mbit/s no operan en modo half-duplex (sin embargo pueden ser negociadas a operar de este modo). Por lo tanto, el no hay problema de su modo duplex.

 

En la Figura 1-8, interfaces 1000BASE-LX y 1000BASE-SX en modo auto-negociación y modo no-auto-negociación están conectadas.

Figure 1-8 Conexión entre interfaces 1000BASE-LX y 1000BASE-SX en modo auto-negociación y no-auto-negociación

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Dispositi**** tiene auto-negociación habilitada y el Dispositivo B tiene auto-negociación deshabilitada. Por lo tanto, una interfaz esta levantada y la otra esta caída, o ninguna esta levantada.

En la Figura 1-9, interfaces 1000BASE-T en modo auto-negociación y no-auto-negociación.

Figura 1-9 Conexión entre interfaces 1000BASE-T en modo auto-negociación y no-auto-negociación

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Dispositi**** tiene auto-negociación habilitada y el Dispositivo B tiene auto-negociación deshabilitada. Por lo tanto, una interfaz esta levantada y la otra interfaz esta caída, o ninguna esta levantada. Sin embargo, cuando las interfaces esta configuradas de acuerdo a la Figura 1-9, las interfaces pueden levantarse.

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Cuando dos interfaces eléctricas están conectadas y una interfaz funciona en modo forzado (forcible) y la otra trabaja en modo auto-negociación, las interfaces pueden levantar. Sin embargo, es muy recomendable que usted no use esta configuración. De otra manera, los paquetes pueden ser intercambiados de manera anormal.


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