谈谈双绞线和MDI/MDI-X

2000年前后开始接触网络的人应该还记得，用网线（双绞线）把计算机连接到以太网hub时，有的网线可以建立连接，有的则不行。如果一条双绞线可以在计算机和hub之间建立连接，那么用它来连接两台电脑时，就无法建立连接。

为什么会有什么这样的差别呢？这要从双绞线的线序说起。用来连接PC和hub的双绞线两端的线序是完全一样的，这种双绞线称为“直连线”。另一种双绞线两端的线序不同，按特定的方式有交叉，这种双绞线称为“交叉线”。交叉线可以用来连接两台电脑。

什么是MDI和MDI-X？

双绞线内部由8根线组成，8根线分为4对，白橙和橙色线相互缠绕组成一对、白绿和绿色、白蓝和蓝色、白棕和棕色各组成一对。双绞线的两端各使用一个RJ45水晶头固定。

双绞线用RJ45水晶头固定之后，如下图所示：

RJ45水晶头中的8个槽位按上图所示的方式进行编号，每个槽位连接双绞线的一根线。直连线上，8根线并不是按照“白橙->橙->白绿->绿->白蓝->蓝->白棕->棕”的方式排列的，正确的排列方式如下：

RJ45 的槽位	1	2	3	4	5	6	7	8
线的 颜色	白橙	橙	白绿	蓝	白蓝	绿	白棕	棕

交叉线的一端和直连线的线序一样，另一端则把1-2线对和3-6线对换了位置。这样，交叉线另一端的线序如下：

RJ45 的槽位	1	2	3	4	5	6	7	8
线的 颜色	白绿	绿	白橙	蓝	白蓝	橙	白棕	棕

直连线的线序是TIA/EIA-568A线序；而交叉线一端是TIA/EIA-568A线序，另一端则是TIA/EIA-568B线序。

早期的以太网hub和计算机可以使用直连线建立连接，这是因为hub端口和计算机网卡的端口是不一样的。计算机网卡上，1和2线用来发送信号，3和6线用来接收信号。Hub端口上，情况恰好相反，1和2线用来接收信号，而3和6线用来发送。计算机网卡端口属于MDI端口，而hub端口则属于MDI-X端口。

早期的以太网hub上，通常有2类端口，即多个连接计算机的端口和一个uplink端口。用来连接计算机的端口是MDI-X端口，而uplink端口则是MDI端口。MDI和MDI-X端口之间，需要使用直连线；而相同类型的端口之间需要使用交叉线。

IEEEStd802.3i-199010Base-T标准提出了MDI和MDI-X的概念。后来，IEEEStd802.3u-1995标准定义的100Base-T4、100Base-TX都继承了这个概念。10BASE-T和100BASE-TX以太网中，4，5，7和8线没有使用。千兆以太网之后，MDI和MDI-X的含义发生了变化，千兆以太网会用到全部8根线，每根线上都同时进行收发。

AutomaticMDI/MDI-X

1998年11月和2000年10月，HP公司先后获得两项HPAuto-MDIX专利：U.S.Patents6,175,865和6,460,078。

U.S.Patents6,175,865	Apparatusforautomaticallyconfiguringnetworkmediaconnections	Nov12th,1998
U.S.Patents6,460,078	Apparatusforautomaticallyconfiguringmediaconnectorsofanodeinterfacedevice	Oct20th,2000

HPAuto-MDIX解决了双绞线线序匹配的问题，用户不必再关心双绞线的线序问题。HPAuto-MDIX可以自动检测并配置PHY内部的线序。这样，无论使用直连线还是交叉线，以太网端口都可以对接成功。

1999年，HPAuto-MDIX被IEEEStd802.3ab采用，应用在1000BASE-T中。IEEEStd802.3的40.4.4章节中，这个功能被称为AutomaticMDI/MDI-X。

10BASE-T和100BASE-TX的MDI/MDI-X

现在，绝大多数以太网设备都支持AutomaticMDI/MDI-X，但是在IEEE802.3标准的百兆以太网章节中，并没有看到关于AutomaticMDI/MDI-X的描述。

IEEEStd802.3的10M和百兆以太网的章节中，对线序的交叉（crossover）进行了说明。终端设备和中继设备对接时，建议在中继设备上实现crossover。如果对接双方都实现了内部的crossover，那么就需要在双绞线上作crossover。

千兆以上的MDI和MDI-X

千兆以太网标准引入了AutomaticMDI/MDI-X功能,该功能对于1000BASE-T以太网是可选项。

1000BASE-T和早期的MDI/MDI-X是不兼容的，实现方式也不一样。1000BASE-T使用了双绞线的全部4对线(8根线)，每对线上既有收又有发。IEEEStd802.3标准的原文如下：

Thecrossoverfunctionspecifiedhereisnotcompatiblewiththecrossoverfunctionspecifiedin14.5.2forpairsTDandRD.(Clause40,40.8.2CrossoverFunction)

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