Medium-dependent interface

medium-dependent interface（MDI、媒体依存インターフェース）とは、コンピュータネットワークにおける物理層の実装から物理的に信号を伝送する物理媒体までのインターフェース（物理的および電気的または光学的）の定義である。

イーサネット

一般的なイーサネットの系列では、共通してMDIが定義されている。10BASE5の場合、同軸ケーブルへの接続はか一対ので行われた。10BASE2の場合、同軸ケーブルへの接続は通常、Tピースを取り付けたBNCコネクタで行われた。ツイストペアケーブルの場合は、8P8Cモジュラーコネクタが使用される。光ファイバーの場合、メーカーや設置場所のスペースなどに応じてが使用される。

10BASE-Tと100BASE-TXでは、双方向通信にツイストペアケーブルが使用される。イーサネット用のツイストペアケーブルにはピンが複数あってそれぞれ異なる機能を持つため、ケーブルの両端でピンの結線が合っていないと正しく動作しない。MDIには2つの異なるピン配置があり、MDIとMDI-Xと呼ばれる。MDIポートをMDI-Xポートに接続する場合は、ストレートケーブルを使用し、MDIポート同士またはMDI-Xポート同士を接続する場合は、クロスケーブルを使用する必要がある。従来、MDIはエンドデバイスで使用され、MDI-Xはハブやスイッチで使用されていた。 一部のハブやスイッチには、クロスケーブルなしで他のハブやスイッチに接続するために、MDIとMDI-Xを切り替え可能なポートがついている。

MDIとMDI-X

MDIとMDI-Xという用語は一般的に、コンピュータやその他のネットワークデバイス上でメスの8P8Cポート同士をツイストペアケーブル上のイーサネットで接続する場合に使われる。

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ということを表す。ストレートケーブルは、MDIデバイスのピン1とピン2（送信）をMDI-Xデバイスのピン1とピン2（受信）に接続する。同様に、ピン3とピン6は、MDIデバイスの受信ピンとMDI-Xデバイスの送信ピンである。一般的には、ハブ、ブリッジ、スイッチがMDI-X構成を使用するのに対し、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、サーバ、ルータなどの他の全てのノードはMDIを使用する。一部のルータには、"uplink/normal"のスイッチを設け、特定のポートをMDI/MDI-Xを切り替える機能を持ったものもある。

一方の送信機を他方の受信機に接続し、またその逆に接続する必要があるため、2つのデバイス間では常に奇数回のクロスオーバーをする必要がある。MDI-Xポートには内部にクロスオーバーがあるため、MDIとMDI-Xを接続する場合はストレートケーブルを使用する。MDI同士（どちらもクロスオーバーなし）またはMDI-X同士（どちらもクロスオーバーあり）を接続する場合は、クロスオーバー回数を奇数にするために、ケーブル内でクロスオーバーしているクロスケーブルを使用する必要がある。

結果、MDIの機器の例としてPCやルータ、ブリッジなど、MDI-Xはハブやスイッチなどになる。

Auto MDI-X 
同じ種別の2つのポート（MDIとMDIまたはMDI-XとMDI-X）をイーサネット接続するにはクロスケーブルが必要になる。2種類のケーブルの区別が必要であるという混乱から、より自動化されたソリューションの開発が促進された。

Auto MDI-Xは、必要なケーブル接続タイプを自動的に検出して適切に接続を設定するので、スイッチを相互接続したりピアツーピアで接続したりするためのクロスケーブルが不要になる。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も使用できる。Auto 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る。

Auto 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によって開発された。擬似乱数生成器により、ツイストペアケーブルのそれぞれのペアの送信・受信をランダムに切り替えて通信テストをし、通信に成功したときの割り当てで確定する。

2つのAuto MDI-Xポートが接続されている場合、アルゴリズムの解決時間は通常500ミリ秒未満である。ただし、両端で送受信のタイミングが完全に一致してモードが確定しなくなるごく稀なケース（確率は5分の1）に対応するために、最大1.4秒の調整期間が設けられている。

その後、Doveは1000BASE-Tの規格においてでAuto MDI-Xを導入しポートがオートネゴシエーションしなくてもリンクが自動的に確立されることを可能にする「強制モードAuto MDI-X」のアルゴリズムを開発して特許を取得した。これはデバイスに実装されていない場合があるため、特にオートネゴシエーションが無効になっている場合は、Auto MDI-XとMDI-Xに接続するときにクロスケーブルが必要になることがある。

最近のルータ、ハブ、スイッチ（10/100Mbpsの一部、全て1/10Gbpsのデバイス）では、10/100Mbps接続にAuto MDI-Xを使用して、ケーブルを接続すると自動的に適切な構成に切り替わる。

ツイストペアケーブルを介したギガビット高速イーサネットリンクでは、双方向の同時伝送に4つのケーブルペア全てを使用する。このため、専用の送受信ペアはなく、その結果1000BASE-T通信ではクロスケーブルは必要ない。物理媒体接続副層(PMA)は各ペアの識別情報を提供し、通常、ペアが異常にクロスしているケーブルでも機能し続ける。

関連項目 
 Media-independent interface (MII)

脚注

外部リンク 
 
 Diagram of non-automatic connections between MDI and MDIX devices

物理層プロトコル
イーサネット