ネットワーク プロトコル、ユーザ アプリケーションに対して透過的とはいえ、スイッチは、ネットワークでのイーサネット フレームの転送時にプラスとマイナスの両方の影響を与える可能性のある各種モードで動作できます。 スイッチの非常に基本的な設定の 1 つに、各ホスト デバイスに接続されている各ポートの二重設定があります。 スイッチのポートは、メディア タイプの二重設定に一致するように設定する必要があります。 イーサネット ネットワークでの通信で使用する二重設定には、半二重と全二重の 2 種類があります。

半二重

半二重通信では、一方向のデータ フローを使用し、データの送信と受信を同時には実行できません。 これは、一度に 1 人しか話すことができないトランシーバや双方向無線の機能とよく似ています。 誰かが話している最中に別の誰かが話そうとすると、コリジョンが発生します。 そのため、半二重通信では、CSMA/CD を実装して、コリジョンの可能性を抑制し、発生したら検知できるようにしています。 半二重通信では一方向にしかデータを伝送できないため、定常的な待ち状態によるパフォーマンスの問題が生じます。 半二重の接続は通常、ハブなどの比較的古いハードウェアに見られます。 ハブに接続されているノードは、スイッチのポートとの接続を共有することになります。このため、コリジョンを検出できるようにするために、これらのノードは半二重モードで動作する必要があります。 NIC カードを全二重動作用に設定できない場合、ノードは半二重モードで動作できます。 この場合、スイッチのポートもデフォルトでは半二重モードで動作します。 上記のような制約があるため、最近のハードウェアでは半二重通信に代わって全二重通信が使用されるようになっています。

全二重

全二重通信では、データ フローが双方向なので、データの送信と受信を同時に実行できます。 双方向の通信が可能なことで、送信を待つ時間が減り、パフォーマンスが向上します。 現在販売されているイーサネット、ファスト イーサネット、ギガビット イーサネットの NIC のほとんどは、全二重の機能を備えています。 全二重モードでは、コリジョン検出回路が無効になっています。 接続された 2 つのエンド ノードがフレームを送信した場合、各エンド ノードはネットワーク ケーブル内にある 2 本の別々の回線を使用するため、フレームがコリジョンを起こす可能性はありません。 それぞれの全二重接続は 1 つのポートのみを使用します。 全二重接続には、全二重をサポートするスイッチを使用するか、全二重をサポートする 2 つのノード間を直接接続する必要があります。 全二重をサポートする NIC を持つノードをスイッチのポートに接続するときは、スイッチのポートも全二重モードで動作するように設定しなくてはいけません。

図は、現代のネットワーク装置で利用できる 2 つの二重設定を示しています。

Cisco Catalyst スイッチは、次の 3 つの二重設定をサポートしています。

ファスト イーサネットおよび 10/100/1000 ポートの場合、デフォルトのオプションはオートです。 100BASE-FX の光ポートの場合、デフォルトはフルです。 10/100/1000 ポートは、10 Mbps または 100 Mbps に設定すると半二重と全二重のどちらかのモードで動作しますが、1,000 Mbps に設定すると全二重モードでのみ動作します。