

メディア依存インターフェース(MDI )は、コンピュータネットワークにおけるインターフェース(物理的インターフェースと電気/光インターフェースの両方)を、物理層の実装から伝送に使用される物理媒体まで記述します。ツイストペアケーブルを使用したイーサネットでは、メディア依存インターフェースであるクロスオーバー (MDI-X)インターフェースも定義されています。最新のネットワークインターフェースに搭載されているAuto-MDI-Xポートは、接続にクロスオーバーが必要かどうかを検出し、リンクのもう一方の端に合わせてMDIまたはMDI-X構成を自動的に選択します。

広く普及しているイーサネットファミリーは、媒体に依存する共通のインターフェースを定義しています。10BASE5の場合、同軸ケーブルへの接続は、ヴァンパイアタップまたはNコネクタのペアで行われます。10BASE2の場合、同軸ケーブルへの接続は通常、Tピースが取り付けられた単一のBNCコネクタで行われます。ツイストペアケーブル8P8Cでは、モジュラーコネクタ(この文脈ではRJ45と呼ばれることが多い)が使用されます。光ファイバーの場合、メーカーや物理的なスペースの空き状況に応じて、さまざまなコネクタが使用されます。
10BASE-T および 100BASE-TX では、通信の双方向にそれぞれ別のツイストペアケーブルが使用されます。ツイストペアケーブルは従来、ピン同士が直接接続(ストレートスルー)されているため、媒体依存インターフェースには 2 種類のピン配置が使用されます。これらは MDI および MDI-X(媒体依存インターフェースクロスオーバー)と呼ばれます。MDI ポートを MDI-X ポートに接続する場合はストレートスルーケーブルを使用しますが、2 つの MDI ポートまたは 2 つの MDI-X ポートを接続する場合はクロスオーバーケーブルを使用する必要があります。従来、エンドデバイスとルータでは MDI が使用され、ハブとスイッチではMDI-X が使用されます。一部のハブとスイッチには、クロスオーバーケーブルを使用せずに他のハブまたはスイッチに接続するためのMDIアップリンクポート(多くの場合切り替え可能)があります。
この用語は一般的に、コンピュータやその他のネットワーク機器のメス型8P8Cポート接続を使用する、ツイストペアケーブルを使用したイーサネット技術の派生方式を指します。
X は、MDI デバイスの送信ワイヤを MDI-X デバイスの受信ワイヤに接続する必要があることを示しています。ストレートケーブルは、MDI デバイスのピン 1 と 2 (送信) を MDI-X デバイスのピン 1 と 2 (受信) に接続します。同様に、ピン 3 と 6 は、MDI デバイスの受信ピンであり、MDI-X デバイスの送信ピンです。一般的な慣例として、ネットワーク ハブ、ブリッジ、スイッチは MDI-X 構成を使用し、パーソナル コンピュータ、ワークステーション、サーバー、ルーターなどの他のすべてのノードは MDI インターフェイスを使用します。一部のルーターやその他のデバイスには、特定のポートで MDI と MDI-X を行き来するためのアップリンク/ノーマル スイッチがありました。[ 1 ]
一方の側の送信機をもう一方の側の受信機に接続し、その逆も同様に行う必要があるため、2 つのデバイス間には常に奇数個のクロスオーバーが必要になります。MDI-X ポートには内部クロスオーバーが含まれています。したがって、MDI と MDI-X を接続するにはストレート ケーブル (合計 1 つのクロスオーバー) が必要です。MDI と MDI (クロスオーバーなし) または MDI-X と MDI-X (クロスオーバー 2 つ) を接続する場合は、奇数にするためにケーブル内に (もう 1 つの) クロスオーバーが必要です。構造化配線で複数のパッチ パネルを介してより複雑な構成を使用する場合、接続には複数のパッチ ケーブルとビルディング ケーブル セグメントを使用できます。必要なクロスオーバーはすべて片側、つまり中央のハブ/スイッチまたは各セカンダリ ハブ/スイッチのいずれかに配置することをお勧めします。

同じ構成の2つのポート(MDI-MDI間、またはMDI-X-MDI-X間)を10または100 Mbit/sの接続(10BASE-Tまたは100BASE-TX)で接続するには、イーサネットクロスオーバーケーブルが必要です。このケーブルを使用して、各インターフェースが送信に使用するペア線を、もう一方のインターフェースの受信導体に接続します。階層型スターネットワークトポロジー以外では2種類のケーブルが必要になるという混乱が、より自動化されたソリューションの開発を促しました。
自動 MDI-X、または自動 MDI-Xまたは自動クロスオーバーを備えたツイストペア Ethernet ポートは、必要な構成 MDI または MDI-X を自動的に検出し、スイッチを相互接続したり、ネットワーク ノードをピアツーピアで接続したりするためのクロスオーバー ケーブルの必要性を排除します。リンクの両端で有効になっている限り、どちらのタイプのケーブルでも使用できます。自動 MDI-X が正しく動作するためには、インターフェイスのデータ レートとデュプレックス設定をautoに設定する必要があります。自動 MDI-X は、ヒューレット パッカードのエンジニアである Daniel Joseph Dove と Bruce W. Melvinによって開発されました。 [ 2 ] 擬似乱数生成器は、ネットワーク ポートが MDI 構成または MDI-X 構成のどちらで開始してリンクの自動ネゴシエーションを開始するかを決定します。[ 3 ] [ 4 ]
2 つの auto-MDI-X ポートが接続されている場合(これは現代の製品では一般的です)、アルゴリズムの解決時間は通常 500 ms 未満です。ただし、両端が切り替え続けるループという極めてまれなケース(5 × 10 21分の 1 未満の確率)を解決するために、約 1.4 秒の非同期タイマーが使用されます。[ 5 ]
その後、Doveは1000BASE-T規格内で自動MDI-Xを推進し[ 5 ] 、ポートが自動ネゴシエーションを行わない場合でもリンクを自動的に確立できる強制モード自動MDI-X用の特許取得済みアルゴリズムも開発しました[ 6 ] 。これは特定のデバイスで実装されている場合とされていない場合があるため、特に自動ネゴシエーションが無効になっている場合、自動MDI-XをMDI-X(ハブまたはスイッチ)ポートに接続する際には、クロスオーバーケーブルが必要になる場合があります[ 7 ]。
最新のルーター、ハブ、スイッチ(一部の10/100Mbps対応機種、および実質的にすべての1ギガビットまたは10ギガビット対応機種を含む)は、10/ 100Mbps接続において自動MDI-X機能を使用し、ケーブルが接続されると自動的に適切な設定に切り替わります。
ギガビット以上の高速イーサネットリンクでは、ツイストペアケーブルを使用して、双方向の同時伝送に4対すべてのケーブルペアを使用します。このため、専用の送信ペアと受信ペアはなく、結果として、1000BASE-T通信ではクロスオーバーケーブルは不要です。[ 8 ]物理媒体アタッチメントサブレイヤ(PMA)は各ペアの識別を提供し、通常はクロスオーバーケーブルでも機能し、ペアが通常とは異なる順序で入れ替わっている場合や、ペアの極性が予期せず反転している場合でも機能します。[ 9 ]