端口、速率和双工不匹配

有些链路故障并不是硬件损坏，而是因为两端的设置不一致。速度和双工不匹配，以及端口配置错误，即使网线完好无损，也会导致连接质量很差或完全无法连接。这些属于逻辑上的第 1/2 层故障：物理链路已经建立，但由于两端配置不同，无法正常通信。

双工描述链路如何发送和接收数据。半双工允许发送或接收，但不能同时进行，就像对讲机一样。全双工允许同时发送和接收，就像电话通话一样。现代有线以太网使用全双工。当两端的双工模式不一致时，即使链路看起来已连接，性能也会大幅下降。

自动协商允许两个已连接的设备自动协商出双方都支持的最佳速度（10/100/1000 Mbps）和双工模式。当两端都进行自动协商时，通常会选择双方都支持的最高速度和全双工设置。自动协商是默认且推荐的设置，通常可以自行避免大多数不匹配问题。

当一端设置为全双工而另一端设置为半双工时，就会发生双工不匹配。这种情况通常是因为一端采用了手动固定设置，而另一端自动协商成了半双工。结果非常糟糕：链路虽然可用，却会出现大量晚碰撞和错误，吞吐量也极低。这是一种典型且容易混淆的故障：速度很慢，但链路并未中断。

双工不匹配会产生明显的迹象：链路处于连接状态却慢得难以忍受，半双工一端的碰撞计数器和 CRC 错误计数器不断增加，并且性能在负载升高时变得不稳定。用户会报告“网络很慢”，而不是“网络断了”。在全速链路上发现碰撞和错误，通常可以直接指向双工问题。

不匹配通常发生在管理员手动设置一端的速度和双工，而另一端仍保持自动协商时。自动协商的一端无法检测到手动设置一端的双工模式，因此会默认使用半双工，而手动设置的一端仍保持全双工。修复方法是保持一致：要么两端都进行自动协商，要么在两端手动固定完全相同的设置。

速度不匹配是指一端固定使用的速度与另一端的预期不一致。这通常会导致链路完全无法建立，因为端口无法就时钟速率达成一致。与会留下“速度慢但仍可用”链路的双工不匹配不同，速度不匹配通常连链路指示灯都不会亮。两者都源于手动设置不一致。

除了速度和双工问题，交换机端口也可能配置错误：被管理员禁用（shutdown）、分配到了错误的 VLAN、设置成了错误的端口类型，或者违反端口安全规则后被关闭。被禁用或处于错误 VLAN 的端口，在用户看来可能就像链路已损坏，即使网线完全正常。

交换机命令可以揭示这些问题。接口状态会显示端口是已连接、断开还是处于 err-disabled 状态，还会显示协商出的速度和双工模式、所属 VLAN 以及错误计数器。读取这些输出是确认不匹配或配置错误的最快方法。端口本身会告诉您它协商出的设置以及检测到的错误。

要修复双工和速度故障，请让两端设置保持一致：最好将两端都设置为自动协商，或者在两端手动固定匹配的速度和双工模式。对于端口问题，请重新启用被关闭的端口，修正 VLAN，或者在解决导致问题的原因后清除 err-disabled 状态。两端保持一致，是所有修复措施的基本原则。

除非特定设备要求手动设置，否则应在所有地方统一使用自动协商，并记录这些例外情况，以此预防此类问题。一致的配置策略，加上在设置期间检查接口统计信息，可以在用户感受到问题之前阻止不匹配发生。如果确实发现链路速度很慢且存在碰撞，应首先怀疑双工问题。

测试您对不匹配问题的掌握情况。

您已经学习了不匹配问题。要点：

• 双工：半双工（一次一个方向）与全双工（两个方向同时进行）。
• 自动协商会协商速度和双工模式；它是默认设置。
• 双工不匹配 = 链路速度慢，并伴有碰撞和 CRC 错误。
• 速度不匹配通常意味着链路完全无法建立。
• 检查端口状态，确认是否被关闭、处于错误 VLAN 或处于 err-disabled 状态。