波仔
📡 第二章 彻底理解L2交换机
📄 一句话概括

MAC 与 PHY 之间的接口一直在换，原因只有一个：带宽涨了，并行位宽跟不上。 涨到 74 针就走不下去了，于是全部转向串行——这是 SerDes 取代并行总线的过程。

📝 本节和前面几节的关系

上一节讲 MAC 干什么，这一节讲它怎么跟 PHY 说话。 这是第二章最后一节，把「设备内部」这条线收口。

一、接口的演进

AUI 15 针（10 Mbps）：收发器外置，用一根粗线连过去。 当年收发器又大又贵，换介质只要换外置盒子。 MII 40 针（100 Mbps）：4 位并行。GMII 24 针（1 Gbps）：8 位并行。 RGMII 12 针：4 位 DDR。SGMII 2 对差分：串行。

规律很清楚：并行接口的针数随带宽涨，涨到走不下去就转串行。

二、XAUI 这一跳

10 Gbps 的并行方案 XGMII 要 74 针——针太多、走线太难、成本太高。

XAUI 用 4 对差分线跑 3.125 Gbps，编码后有效 10 Gbps。 从 74 针降到 8 根线，带宽一样。

这就是 SerDes（串行／并行转换）取代并行总线的过程， 今天所有高速接口（PCIe、SATA、以太网）都是这个路子。

三、MDIO：两根线的管理总线

MDIO／MDC 是 MAC 读写 PHY 寄存器用的，只有两根线，速率几 MHz。

查 PHY 状态、读光模块信息（DDM）都走它。 光模块的「温度、电压、收发光功率」就是通过 MDIO 读出来的——这就是为什么网管能看到光衰。

实践意义：光衰告警就是 MDIO 读 DDM 得来的。 所以「看不到光功率」通常是设备或模块不支持 DDM，不是配置错了。

四、动手 Demo：七种接口的针数与带宽

这段把 AUI、MII、GMII、RGMII、SGMII、XGMII、XAUI 七种接口的年代、针数、带宽、特点排成一张表。 重点看「针数」这一列。

for a, b, c, d, e in ((u"AUI", u"1980s", u"15 针", u"10 Mbps", u"收发器外置"),
                      (u"MII", u"1990s", u"40 针", u"100 Mbps", u"4 位并行"),
                      (u"XGMII", u"2002", u"74 针", u"10 Gbps", u"32 位并行"),
                      (u"XAUI", u"2002", u"4 对差分", u"10 Gbps", u"串行")):
    T([a, b, c, d, e], [0, 0, 0, 0, 0])

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
AUI、MII、GMII，接口为什么一直在变
--------------------------------------------------------------------
**MAC 与 PHY 之间的接口一直在换，原因只有一个：带宽涨了，位宽跟不上。**

  接口      年代      针数         带宽         特点
  ------------------------------------------------------------
  AUI       1980s     15 针        10 Mbps      收发器外置
  MII       1990s     40 针        100 Mbps     4 位并行
  GMII      1998      24 针        1 Gbps       8 位并行
  RGMII     2000s     12 针        1 Gbps       4 位 DDR
  SGMII     2000s     2 对差分     1 Gbps       串行
  XGMII     2002      74 针        10 Gbps      32 位并行
  XAUI      2002      4 对差分     10 Gbps      串行

**看清这张表的规律**：并行接口的针数随带宽涨，
涨到 74 针就走不下去了——**针太多、走线太难、成本太高。**于是全部转向串行。

**XAUI 的道理值得单独说**：它用 4 对差分线跑 3.125 Gbps，编码后有效 10 Gbps。
**从 74 针降到 8 根线，带宽一样。**
**这就是「SerDes（串行／并行转换）」取代并行总线的过程**，今天所有高速接口（PCIe、SATA、
以太网）都是这个路子。

**AUI 那一行是历史**：15 针的 AUI 是把「收发器」放在机箱外面，用一根粗线连过去。
当年收发器又大又贵，一台机器换介质只要换外置盒子。
**后来收发器集成进芯片，AUI 就只在老设备上见得到了。**

**还有一条管理总线要记住：MDIO／MDC。**它是 MAC 读写 PHY 寄存器用的，只有两根线，
速率很低（几 MHz）。**查 PHY 状态、读光模块信息（DDM）都走它。**
**光模块的「温度、电压、收发光功率」就是通过 MDIO 读出来的**——这就是为什么网管能看到光衰。

针数那一列从 15 涨到 74，然后突然掉到 8 根线——这个转折就是 2002 年。 从此所有高速接口都走串行。

XGMII 与 XAUI 是同年出现的两个方案：一个继续并行（74 针），一个转串行（8 根线）。 结果串行赢了——这不是技术优劣，是「布线可行性」。

AUI 那一行是历史：它把收发器放在机箱外面。 后来收发器集成进芯片，AUI 就只在老设备上见得到了。但它的思路（「接口与介质分离」）在 SFP 上还活着——SFP 就是现代的 AUI。

30 秒实验

  1. 看一块网卡上有没有 MDIO 相关的调试信息。
  2. 读一个光模块的 DDM（温度、电压、收发光功率）。
  3. 数一下 PCIe 插槽的针数，感受「并行转串行」的趋势。

常见误区

  1. 以为针越多越快。并行到 74 针就走不下去了。
  2. 以为 AUI 是古老无用的东西。SFP 就是它的思路。
  3. 看不到光功率就以为配置错了。可能是模块不支持 DDM。
自测三问（点开对答案） 1. 并行接口为什么会转串行？ —— 针数随带宽涨，涨到 74 针走线困难、成本过高，只好转串行。 2. XAUI 用几根线跑多快？ —— 4 对差分线，每对 3.125 Gbps，有效 10 Gbps。 3. MDIO 是干什么的？ —— MAC 读写 PHY 寄存器的管理总线，光模块 DDM 信息也走它。

第二章完。下一章进第三章：把「看 IP 地址的设备」——路由器彻底拆开。

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