Diferenças de negociação automática de Ethernet entre Ethernet (10M | 100M | 1G)

Estou estudando para a CCNA e no livro de Wendell Odom é dito que (em relação à negociação automática):

Quando a negociação automática falha em um nó, para escolher (half / full-duplex), devemos usar a regra:

• Se você possui uma interface de 10/100 Mb / s -> use half-duplex
• Se você possui uma interface de 1000 Mb / s-> use full-duplex

Por que é que?

Quando a negociação automática falha em um nó, para escolher (half / full-duplex), devemos usar a regra:

• Se você possui uma interface de 10/100 Mb / s -> use half-duplex
• Se você possui uma interface de 1000 Mb / s-> use full-duplex

Por que é que?

Sumário

Em resumo, a Ethernet existe desde a década de 1980 ... como resultado

• As NICs Ethernet antigas suportam apenas operações half-duplex sem negociação automática. Se você tiver a negociação automática ativada nessa situação, deverá oferecer suporte a todas as NICs antigas (o que significa voltar à operação half-duplex). Outra resposta menciona hubs, que também se enquadram nessa categoria.
• A negociação automática é exigida pela especificação 1GE; portanto, não faz sentido forçar a falha para half-duplex nas velocidades 1GE. A negociação automática 1GE anuncia se é compatível com half / full-duplex.

Hoje em dia, você deve sempre tentar usar a negociação automática, a menos que saiba que a outra porta não a suporta.

A tabela abaixo pode ajudar a explicar o histórico distorcido em torno da negociação automática.

+------------+------+---------------+--------------+-----------------------+
| Standard   | Year | Speeds        | Media        | Auto-neg Status       |
+------------+------+---------------+--------------+-----------------------+
| 802.3i     | 1990 | 10M           | Twisted Pair | No auto-negotiation   |
+------------+------+---------------+--------------+-----------------------+
| 802.3u     | 1995 | 10/100M       | Twisted Pair | Optional, not trusted |
+------------+------+---------------+--------------+-----------------------+
| 802.3-1998 | 1998 | 100/100M      | Twisted Pair | Optional              |
+------------+------+---------------+--------------+-----------------------+
| 802.3ab    | 1999 | 10/100/1000M  | Twisted Pair | Optional @ 10/100M    |
|            |      |               |              | Required @ 1Gbps      |
+------------+------+---------------+--------------+-----------------------+

Impacto das incompatibilidades duplex:

Com relação à prática da Cisco de voltar ao half-duplex quando a negociação automática falha ... Alguém poderia legitimamente objetar que o retorno ao half-duplex se a negociação automática falhar introduz uma configuração incorreta; no entanto, a configuração incorreta é tolerável. O pior que pode acontecer nessa situação é que você obtém o full-duplex codificado manualmente manualmente de um lado de um link FastEthernet e a negociação automática falha ao half-duplex do outro lado do link ... o duplex incompatível causa o nível do link erros (colisões e runts), mas você ainda pode se comunicar muito bem, desde que não tente exceder cerca de um terço da velocidade do link (ou seja, cerca de 35 Mbps no FastEthernet).

Detalhes potencialmente interessantes:

Auto-negociação original do FastEthernet == juju ruim

As pessoas tiveram experiências tão ruins com a negociação automática no IEEE 802.3u (FastEthernet) que a sabedoria convencional era desativar a negociação automática e bloquear a velocidade / duplex manualmente em todas as portas de cobre Ethernet.

Essa prática de desativar a negociação automática em todas as portas de cobre tornou-se tão arraigada na mente dos antigos que ainda não é incomum encontrar velocidade / duplex bloqueada no Cat5e / Cat6 hoje, mesmo que as implementações de negociação automática do setor sejam confiáveis ​​por mais de uma década. Para sua informação, alguns ISPs ainda forçam 100M / full em seus circuitos de clientes sob a suposição equivocada de que a velocidade / duplex manual é mais confiável.

Suporte ao fornecedor para anunciar modos duplex 1GE específicos

A negociação automática é necessária como parte do IEEE 802.3ab (Gigabit Ethernet sobre cobre); no entanto, você ainda encontra algumas implementações de fornecedores que permitem codificar a velocidade / duplex GigE ... Eu vi alguns comutadores JunOS que permitem a configuração full-duplex nas portas do comutador 1GE. Isso significa que o switch JunOS desabilita a negociação automática nessa porta 1GE? Não, isso significa efetivamente que o JunOS anuncia apenas a velocidade / dúplex configurada durante a negociação automática.

Atualização para a pergunta de @ ytti: condicionamento de linha Ethernet

A negociação automática 1GE inclui (citando 802.3-2012, Cláusula 40.5.1):

• Negociação para 1000Base-T half / full duplex ou retornando a velocidades mais baixas, conforme necessário
• Determinando a relação MASTER-SLAVE entre os PHYs
• Negociando recursos de EEE

A negociação automática é exigida pelo 802.3ab no 1GE, porque a negociação automática GigabitEthernet inclui condicionamento de linha especial; esse condicionamento ocorre durante o modo TRAINING da inicialização do MASTER / SLAVE PHY; o modo TREINAMENTO garante que a linha seja estável o suficiente para empurrar 1000Mbps em Cat5e com até 100m de comprimento.

Quando a negociação automática falha em um nó, para escolher (half / full-duplex), devemos usar a regra: -> Se você possui uma interface de 10/100 Mb / s -> use half-duplex

No caso de um hub estar conectado, um padrão de full duplex causaria muitas colisões. Um padrão half-duplex garante que as comunicações continuem, independentemente do dispositivo conectado (switch ou hub)

-> Se você possui uma interface de 1000 Mb / s-> use full-duplex

O padrão 1000Base-T foi projetado para exigir negociação automática, bem como um domínio de camada 2 comutada (sem hubs). Isso ocorre porque todos os quatro pares precisam se comunicar em full duplex a 250 Mbps. Como tal, supõe-se que não haja hubs na conexão para fins de comunicação bidirecional.