一文解析以太網自動協商技術

以太網自動協商（Ethernet Auto-Negotiation）是一種機制，它允許以太網設備（如交換機、路由器、服務器等）自動確定最佳的連接速度和雙工模式。這種機制的出現是為了解決不同以太網設備之間的兼容性問題，特別是在速度和雙工模式方面的不匹配問題。

在早期的以太網中，設備通常工作在低速的10Mbps和半雙工模式下。然而，隨著網絡技術的不斷發展，出現了支持全雙工、100Mbps、甚至1000Mbps（千兆以太網）的設備。為了保護以前的投資，新的以太網標準通常都向后兼容，這意味著新的設備需要能夠與舊設備進行通信。

然而，如果兩臺互聯的以太網設備之間沒有一種機制來協商最佳的工作方式，那么它們可能無法正常工作。為了解決這個問題，以太網標準制定者引入了自動協商機制。

當兩個支持自動協商的設備連接時，它們會交換信息以確定彼此的能力，并選擇一種共同支持的最高性能工作模式。這種協商過程是自動的，無需用戶干預。一旦協商完成，設備就會以協商好的速度和雙工模式進行通信。

自動協商不僅解決了速度和雙工模式不匹配的問題，還提高了網絡的靈活性和可擴展性。它允許不同類型的設備無縫地連接到同一網絡中，并自動適應彼此的性能。這使得以太網成為一種非常靈活和可靠的網絡技術，廣泛應用于各種場景，包括企業網絡、數據中心、家庭網絡等。

眾所 周知，早期的以太網工作在低速的10M，半雙工狀態，后來隨著網絡不斷發展的，又出現了交換機--支持全雙工，100M，1000M，甚至最新的萬兆以太網。為了保護以前的投資，新的標準一般都向下兼容比如100M的系統能夠支持就的10M，半雙工。但是這樣同時又產生了一個新的問題，如果沒有某種機制能夠讓兩臺互聯的以太網設備之間能夠協商獲得兩者都能接受的最佳工作方式的話，你只能通過手工設置來保證通訊雙方工作狀態的一致性！

這對于有少量這種問題的網絡也許是個小問題，但是對于存在大量這種問題的網絡而言就是一個頭疼的問題。幸好，以太網的標準制定者推出了自動協商(Auto-Negotiation)這種機制，來解決這個問題。

說完這個自動協商機制用來解決什么問題，我們再講講自動協商機制是如何協商的.Auto-Negotiation實際上我們可以把它看作成一種主動地協商方式,具有這種功能的設備會主動與對方協商,并且等待對端返回協商結果,它不僅能夠協商兩端的工作速度是10M,還是100M還是1000M,而且還可以協商兩端工作的雙工方式是半雙工還是全雙工.

自動協商 Auto-negotiation

802．3標準中的第28條是這樣定義自動協商功能的：它允許一個設備向鏈路遠端的設備通告自己所運行的工作方式，并且偵測遠端通告的相應的運 行方式。自動協商的目的是給共享一條鏈路的兩臺設備提供一種交換信息的方法，并自動配置它們工作在最優能力下。

Auto-Negotiation可以看作成一種主動地協商方式,具有這種功能的設備會主動與對方協商,并且等待對端返回協商結果,它不僅能夠協商兩端的工作速度是10M,還是100M還是1000M,而且還可以協商兩端工作的雙工方式是半雙工還是全雙工。

Auto-Negotiation通過和對端交換一種FLP(Fast Link Pluse)的特殊Frame,里面包含了自己這端可以支持的工作組合方式(速度/雙工方式),對端收到之后和自己可以支持的工作組合方式相比較選擇一種最佳的工作方式.

當交換FLP時，兩個站點根據以下從高到低的優先級偵測雙方共有的最佳方式。

1000BASE-T全雙工
1000BASE-T
100BASE-T2 全雙工
100BASE-TX 全雙工
100BASE-T2
100BASE-T4
100BASE-TX
10BASE-T 全雙工
10BASE-T

例如，A和B正在自動協商，并且A具有10/100/1000全半雙工的能力，但是B只有10/100全半雙工的能力，這樣雙方共有的最高鏈路能力為100，全雙工。一旦雙方進行自動協商，鏈路就會運行在雙方能夠支持的最佳能力下。

以太網自動協商和手工協商有什么區別

以太網自動協商（Auto-Negotiation）和手工協商（Manual Configuration）之間的主要區別在于配置網絡連接的方式。

自動協商：

自動協商是一種以太網標準功能，允許兩個以太網設備在連接時自動確定最佳的通信參數，如速率（10M、100M、1000M等）和雙工模式（半雙工或全雙工）。當兩個支持自動協商的設備相互連接時，它們會交換信息，了解彼此的能力，并選擇一種共同支持的最高性能配置。自動協商簡化了網絡配置過程，降低了人為錯誤的可能性，并提高了網絡的靈活性和兼容性。

手工協商：

相比之下，手工協商需要網絡管理員手動配置每個以太網設備的通信參數。這包括設置速率、雙工模式以及其他可能的網絡參數。手工配置通常在網絡設備不支持自動協商或自動協商失敗時使用。然而，手工配置增加了出錯的可能性，因為管理員需要確保兩端設備的設置完全匹配。任何不匹配都可能導致連接問題，如速度降低或連接失敗。

總的來說，自動協商提供了一種更加簡單、可靠和高效的方式來配置以太網連接。然而，在某些情況下，如設備兼容性問題或特定網絡需求，手工配置可能是必要的。在實際應用中，網絡管理員應根據具體情況選擇最適合的配置方法。

審核編輯：黃飛