Medium-dependent interface Medium-dependent interfaceの概要

Medium-dependent interface

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2019/04/14 07:28 UTC 版)

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1998年頃に作られた、3つのMDI-Xポートと1つの切り替え可能ポートを持つハブ
MDI-Xの16xポートとMDIのUplinkポートが選べるようになっているスイッチングハブ

イーサネット

ストレートケーブルによるMDIからMDI-Xへの接続

一般的なイーサネットの系列では、共通してMDIが定義されている。10BASE5の場合、同軸ケーブルへの接続はバンパイア・タップ英語版か一対のN形コネクタ英語版で行われた。10BASE2の場合、同軸ケーブルへの接続は通常、Tピースを取り付けたBNCコネクタ英語版で行われた。ツイストペアケーブルの場合は、8P8Cモジュラーコネクタが使用される。光ファイバーの場合、メーカーや設置場所のスペースなどに応じて様々なコネクタ英語版が使用される。

10BASE-Tと100BASE-TXでは、双方向通信にツイストペアケーブルが使用される。イーサネット用のツイストペアケーブルにはピンが複数あってそれぞれ異なる機能を持つため、ケーブルの両端でピンの結線が合っていないと正しく動作しない。MDIには2つの異なるピン配置があり、MDIとMDI-Xと呼ばれる。MDIポートをMDI-Xポートに接続する場合は、ストレートケーブルを使用し、MDIポート同士またはMDI-Xポート同士を接続する場合は、クロスケーブルを使用する必要がある。従来、MDIはエンドデバイスで使用され、MDI-Xはハブやスイッチで使用されていた。 一部のハブやスイッチには、クロスケーブルなしで他のハブやスイッチに接続するために、MDIとMDI-Xを切り替え可能なポートがついている。

MDIとMDI-X

MDIとMDIをクロスケーブルで接続した例

MDIとMDI-Xという用語は一般的に、コンピュータやその他のネットワークデバイス上でメスの8P8Cポート同士をツイストペアケーブル上のイーサネットで接続する場合に使われる。

Xは、MDIデバイスの送信ワイヤをMDI-Xデバイスの受信ワイヤに接続する必要があるということを表す。ストレートケーブルは、MDIデバイスのピン1とピン2(送信)をMDI-Xデバイスのピン1とピン2(受信)に接続する。同様に、ピン3とピン6は、MDIデバイスの受信ピンとMDI-Xデバイスの送信ピンである。一般的には、ハブ、ブリッジ、スイッチがMDI-X構成を使用するのに対し、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、サーバ、ルータなどの他の全てのノードはMDIを使用する。一部のルータには、"uplink/normal"のスイッチを設け、特定のポートをMDI/MDI-Xを切り替える機能を持ったものもある[1]

一方の送信機を他方の受信機に接続し、またその逆に接続する必要があるため、2つのデバイス間では常に奇数回のクロスオーバーをする必要がある。MDI-Xポートには内部にクロスオーバーがあるため、MDIとMDI-Xを接続する場合はストレートケーブルを使用する。MDI同士(どちらもクロスオーバーなし)またはMDI-X同士(どちらもクロスオーバーあり)を接続する場合は、クロスオーバー回数を奇数にするために、ケーブル内でクロスオーバーしているクロスケーブルを使用する必要がある。

Auto MDI-X

同じ種別の2つのポート(MDIとMDIまたはMDI-XとMDI-X)をイーサネット接続するにはクロスケーブルが必要になる。2種類のケーブルの区別が必要であるという混乱から、より自動化されたソリューションの開発が促進された。

Auto MDI-Xは、必要なケーブル接続タイプを自動的に検出して適切に接続を設定するので、スイッチを相互接続したりピアツーピアで接続したりするためのクロスケーブルが不要になる。リンクの両端で有効になっている限り、どちらのタイプのケーブルも使用できる。Auto MDI-Xが正しく動作するためには、インターフェイスのデータレートとデュプレックス設定を"auto"に設定する必要がある。

Auto MDI-Xは、ヒューレット・パッカードのエンジニアであるDaniel Joseph DoveとBruce W. Melvinによって開発された[2]。擬似乱数生成器により、ツイストペアケーブルのそれぞれのペアの送信・受信をランダムに切り替えて通信テストをし、通信に成功したときの割り当てで確定する[3][4]

2つのAuto MDI-Xポートが接続されている場合、アルゴリズムの解決時間は通常500ミリ秒未満である。ただし、両端で送受信のタイミングが完全に一致してモードが確定しなくなるごく稀なケース(確率は5×1021分の1)に対応するために、最大1.4秒の調整期間が設けられている[5]

その後、Doveは1000BASE-Tの規格において[5]でAuto MDI-Xを導入しポートがオートネゴシエーションしなくてもリンクが自動的に確立されることを可能にする「強制モードAuto MDI-X」のアルゴリズムを開発して特許を取得した[6]。これはデバイスに実装されていない場合があるため、特にオートネゴシエーションが無効になっている場合は、Auto MDI-XとMDI-Xに接続するときにクロスケーブルが必要になることがある[7]

最近のルータ、ハブ、スイッチ(10/100Mbpsの一部、全て1/10Gbpsのデバイス)では、10/100Mbps接続にAuto MDI-Xを使用して、ケーブルを接続すると自動的に適切な構成に切り替わる。

ツイストペアケーブルを介したギガビット高速イーサネットリンクでは、双方向の同時伝送に4つのケーブルペア全てを使用する。このため、専用の送受信ペアはなく、その結果1000BASE-T通信ではクロスケーブルは必要ない[8]。物理媒体接続副層(PMA)は各ペアの識別情報を提供し、通常、ペアが異常にクロスしているケーブルでも機能し続ける[9]




  1. ^ Netgear Model EN104tp EN106tp EN108tp Ethernet Hub Installation Guide. Bay Networks. (August 3, 1998). p. 5. ftp://downloads.netgear.com/files/en104tp106108ints.pdf 2011年6月18日閲覧。. 
  2. ^ HP Auto-MDIX technology”. Hewlett-Packard web site. 2011年6月17日閲覧。
  3. ^ US patent 6175865, Daniel J. Dove and Bruce W. Melvin, "Apparatus for automatically configuring network media connections", issued 2001-01-16 
  4. ^ US patent 6460078, Daniel J. Dove and Bruce W. Melvin, "Apparatus for automatically configuring media connectors of a node interface", issued 2002-10-01 
  5. ^ a b Daniel Dove (1998年2月). “1000BASE-T Automatic Crossover Algorithm”. Presentation to IEEE 802.3ab working group. 2011年6月17日閲覧。
  6. ^ Daniel Joseph Dove. “Apparatus & method for automatically switching media connections when operating in forced speed and duplex mode”. 2019年2月8日閲覧。 US Patent 7,366,771 filed March 12, 2002 and issued April 29, 2008.
  7. ^ HP ProCurve 2910al Installation and Getting Started Guide, March 2010, Pub No. 5992-3084
  8. ^ IEEE 802.3-2012 40.8.2 Crossover Function
  9. ^ IEEE 802.3-2012 40.1.4 Signaling


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