Несоответствие порта, скорости и дуплекса

Некоторые соединения не работают не из-за неисправности оборудования, а из-за несогласованных настроек. Несовпадение скорости и режима дуплекса, а также неверная конфигурация портов приводят к плохой или отсутствующей связи даже при идеальной кабельной системе. Это логические неисправности уровня 1/2: физическое соединение устанавливается, но два конца не могут нормально обмениваться данными, поскольку настроены по-разному.

Дуплекс описывает, как соединение передаёт и принимает данные. Полудуплекс позволяет либо передавать, либо принимать данные, но не делать это одновременно — как в рации. Полнодуплексный режим позволяет выполнять обе операции одновременно, как при телефонном разговоре. Современный проводной Ethernet использует полнодуплексный режим. Если два конца соединения используют разные режимы дуплекса, производительность резко падает, даже когда соединение выглядит активным.

Автосогласование позволяет двум подключённым устройствам автоматически выбрать наилучшие общие скорость (10/100/1000 Мбит/с) и режим дуплекса. Когда оба конца используют автосогласование, обычно выбирается самая высокая скорость и полнодуплексный режим, поддерживаемые обоими устройствами. Автосогласование является настройкой по умолчанию и рекомендуется к использованию; оно самостоятельно предотвращает большинство проблем, связанных с несовпадением параметров.

Несовпадение дуплекса возникает, когда на одном конце установлен полнодуплексный режим, а на другом — полудуплексный. Часто это происходит, если на одной стороне параметры заданы вручную, а другая сторона в результате автосогласования выбрала полудуплексный режим. Результат неприятен: соединение работает, но сопровождается поздними коллизиями, ошибками и крайне низкой пропускной способностью. Это классическая и сбивающая с толку неисправность: соединение медленное, но не полностью неработоспособное.

Несовпадение дуплекса имеет характерные признаки: соединение установлено, но работает мучительно медленно; на стороне с полудуплексным режимом растут счётчики коллизий и ошибок CRC; под нагрузкой нестабильность усиливается. Пользователи сообщают, что «сеть медленная», а не что «сеть недоступна». Коллизии и ошибки на соединении с полной скоростью прямо указывают на проблему с дуплексом.

Несовпадение часто возникает, когда администратор вручную задаёт скорость и режим дуплекса на одной стороне, оставляя другую в автоматическом режиме. Автоматическая сторона не может определить режим дуплекса вручную настроенной стороны и выбирает полудуплексный режим, тогда как на ручной стороне сохраняется полнодуплексный режим. Решение — обеспечить согласованность: включить автосогласование на обоих концах или вручную задать одинаковые параметры на обоих.

Несовпадение скорости, при котором на одном конце зафиксирована скорость, не ожидаемая другим концом, обычно вообще не позволяет установить соединение: порты не могут согласовать тактовую частоту. В отличие от несовпадения дуплекса, при котором соединение остаётся медленным, но рабочим, несовпадение скорости часто проявляется отсутствием индикатора соединения. Обе проблемы возникают из-за несогласованных ручных настроек.

Помимо скорости и режима дуплекса, порт коммутатора может быть настроен неправильно: административно отключён (shutdown), назначен не в тот VLAN, настроен как порт другого типа или отключён механизмом защиты порта после нарушения. Отключённый порт или порт, назначенный не в тот VLAN, может выглядеть для пользователя как неработающее соединение, хотя кабель исправен.

Команды коммутатора помогают выявить эти проблемы. Состояние интерфейса показывает, активен ли порт, отключён или находится в состоянии err-disabled, а также отображает согласованные скорость и режим дуплекса, VLAN и счётчики ошибок. Просмотр этих данных — самый быстрый способ подтвердить несовпадение или неверную конфигурацию. Сам порт сообщает, какие параметры он согласовал и какие ошибки обнаруживает.

Чтобы устранить проблемы со скоростью и режимом дуплекса, согласуйте настройки на обоих концах: в идеале включите автосогласование с обеих сторон либо вручную задайте одинаковые скорость и режим дуплекса. При проблемах с портом снова включите отключённый порт, исправьте VLAN или сбросьте состояние err-disabled после устранения его причины. Основной принцип любого исправления — согласованность настроек на обоих концах.

Предотвращайте такие проблемы, используя автосогласование повсюду, если только конкретному устройству не требуются ручные настройки; такие исключения следует документировать. Единая политика конфигурации и проверка статистики интерфейса во время настройки предотвращают несовпадения ещё до того, как их заметят пользователи. Если соединение работает медленно и сопровождается коллизиями, в первую очередь следует проверить дуплекс.

Проверьте свои знания о несовпадениях.

Вы узнали о несовпадениях параметров. Главное:

• Дуплекс: полудуплексный режим (передача только в одну сторону за раз) и полнодуплексный режим (передача в обе стороны одновременно).
• Автосогласование согласует скорость и режим дуплекса; это настройка по умолчанию.
• Несовпадение дуплекса = медленное соединение с коллизиями и ошибками CRC.
• Несовпадение скорости часто означает полное отсутствие соединения.
• Проверяйте состояние порта на предмет отключения, неправильного VLAN или состояния err-disabled.