自協商原理：
自協商是通過一種叫做快速連接脈衝（Fast Link Pulse）的信號實現的，簡稱FLP。自協商的雙方通過FLP來交換數據。
在具備自協商能力的端口沒有Link的情況下，端口一直髮送FLP，在FLP中包含着自己的連接能力信息，包括支持的速率能力、雙工能力、流控能力等。這個連接能力是從自協商能力寄存器中得到的（Auto-Negotiation Advertisement Register ，PHY標準寄存器地址4 ）。FLP中的編碼方式如圖。依靠脈衝位置編碼攜帶數據。一個FLP突發包含33個脈衝位置。17個奇數位置脈衝爲時鐘脈衝，時鐘脈衝總是存在的；16個偶數位置脈衝用來表示數據：此位置有脈衝表示1，此位置沒有脈衝表示0。這樣1個FPL的突發就可以傳輸16bit的數據。自協商交互數據就這樣通過物理線路被傳輸。
如果兩端都支持自協商，則都會接收到對方的FLP，並且把FLP中的信息解碼出來。得到對方的連接能力。並且把對端的自協商能力值記錄在自協商對端能力寄存器中（Auto-Negotiation Link Partner Ability Register ， PHY標準寄存器地址5 ）。同時把狀態寄存器（PHY標準寄存器地址1）的自協商完成bit（bit5）置成1。在自協商未完成的情況下，這個bit一直爲0。然後各自根據自己和對方的最大連接能力，選擇最好的連接方式Link。比如，如果雙方都即支持10M也支持100M，則速率按照100M連接；雙方都即支持全雙工也支持半雙工，則按照全雙工連接。一定連接建立後，FLP就停止發送。直到鏈路中斷，或者得到自協商Restart命令時，纔會再次發送FLP。
並行檢測
爲了保證在對端不能支持自協商的情況下也能連接，引入了被稱爲並行檢測（Parallel Detection）的機制。在一端打開自協商，另一端關閉自協商的情況下，連接的建立就依靠並行檢測功能實現。
並行檢測機制是這樣的：在具有自協商能力的設備端口上，如果接收不到FLP，則檢測是否有10M鏈路的特徵信號或100M鏈路的特徵信號。
1） 如果設備是10M設備，不支持自協商，則在鏈路上發送普通連接脈衝（Normal Link Pulse）簡稱NLP。NLP僅僅表示設備在位，不包含其它的額外信息。
2） 如果是100M設備，不支持自協商，則在沒有數據的情況下，在鏈路上一直髮送4B/5B編碼的Idle符號。
並行檢測機制如果檢測到NLP，則知道對方支持10M速率；如果檢測到4B/5B編碼的Idle符號，則知道對方支持100M速率。但是對方是否支持全雙工、是否支持流控幀這些信息是無法得到的。因此在這種情況下，認爲對方只支持半雙工，不支持全雙工，且不支持流控幀。
基於以上原理，在對端不打開自協商時，打開自協商的一方只能協商成半雙工模式。
802.3協議規定，通過並行檢測建立連接後，PHY的狀態寄存器（PHY標準寄存器地址1）的自協商完成bit（bit5）依然要置位成1，儘管鏈路上並非使用了真正的自協商操作。同時規定在自協商完成bit爲1的情況下，本地自協商能力寄存器（PHY標準寄存器地址4）和對端自協商能力寄存器（PHY標準寄存器地址5）是有意義的。所以，要把寄存器5中的數據更新。如果建立的連接爲10M，則寄存器5的10M能力bit（bit5）置1，其它bit置0，表示對端只能支持10M半雙工；如果建立的連接爲100M，則寄存器5的100M能力bit（bit7）置1，其它bit置0，表示對端只能支持100M半雙工。
千兆光口自協商:
千兆光口可以工作在強制和自協商兩種模式。802.3規範中千兆光口只支持1000M速率，支持全雙工（Full）和半雙工（Half）兩種雙工模式。
千兆光口自協商過程：
1） 兩端都設置爲自協商模式
雙方互相發送/C/碼流，如果連續接收到3個相同的/C/碼且接收到的碼流和本端工作方式相匹配，則返回給對方一個帶有Ack應答的/C/碼，對端接收到Ack信息後，認爲兩者可以互通，設置端口爲UP狀態
2） 一端設置爲自協商，一端設置爲強制
自協商端發送/C/碼流，強制端發送/I/碼流，強制端無法給對端提供本端的協商信息，也無法給對端返回Ack應答，故自協商端DOWN。但是強制端本身可以識別/C/碼，認爲對端是與自己相匹配的端口，所以直接設置本端端口爲UP狀態
3） 兩端均設置爲強制模式
雙方互相發送/I/碼流，一端接收到/I/碼流後，認爲對端是與自己相匹配的端口，直接設置本端端口爲UP狀態
注意：
以太網交換機的兩個千兆電口對接時，如果一端配置成強制千兆全雙工模式，那麼協商結果很可能是千兆全雙工模式。這個結果和常識相悖。正常情況下，一端強制一端自協商的話，協商結果應該是半雙工模式。
之所以出現上面的情況，是因爲這裏的強制模式是假象，實際上端口依然工作在自協商模式，只是取消了千兆全雙工以外的能力。這樣，兩個自協商模式的端口對接，協商出全雙工模式也就是意料之中的事了。如果再深入一點點，就會產生一個疑問——爲什麼交換機要這樣設定呢？這要從千兆電口的工作原理說起。
兩個千兆電口對接時，一端要工作在master模式，另一端則工作在slave模式。Slave一端不使用自己的時鐘，而是從接收到的信號中恢復時鐘，自己發送信號時就使用恢復出來的時鐘。這樣，可以有效保證雙方的同步。但是，誰當master，誰又當slave呢？這就要通過自協商功能做出裁決。正是因爲這個原因，IEEE 802.3ab-1999標準規定，自協商功能是1000BASE-T以太網的必選項。
