トークンリングとは？

現代の有線コンピュータネットワーキングは、イーサネットによって支配されています。標準のイーサネットケーブル (8P8C ケーブル) を使用しない場合でも、基盤となるプロトコルはほぼ確実にイーサネットであり、特に LAN 環境ではそうです。たとえば、光ファイバーケーブルは、LAN 環境でまだイーサネットプロトコルを使用しています。

しかし、初期の頃は、イーサネットだけがゲームではありませんでした。トークンリングは競合する標準でした。1984 年に IBM によって提案され、1989 年に IEEE によって 802.5 の下で標準化されました。

ネットワークアーキテクチャ

トークンリングネットワークは、名前から推測できるように、リングトポロジを使用します。これは必ずしも物理的なリングトポロジではありませんが、論理的なリングトポロジです。物理ラングでは、すべてのデバイスに 2 つのネットワークポートと 2 本のケーブルが必要です。論理リングトポロジは、メディアアクセスユニットまたは MAU を使用して構成するのが簡単で、イーサネットスイッチと漠然と似た役割を果たします。

各 MAU は、物理的なスタートポグラフィを構成します。その後、他の複数の MAU にリングで接続できます。ただし、ネットワークの全体的な論理トポグラフィはリングです。

衝突の回避

衝突は、共有アクセスメディアにとって問題です。イーサネットには、CSMA/CD または Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection と呼ばれる機能があります。CSMA/CD では、ネットワークノードはキャリアセンスを使用して、送信前にネットワークがクリアであるかどうかを確認します。その後、衝突を検出すると、ジャム信号を送信し、ネットワークに障害がない場合は再送信する前にランダムな短い時間バックオフします。

トークンリングは、タイトルトークンを使用して、ホストが送信できるかどうかを判断します。ネットワークが無音の場合、空のパケットがリングの周りに送信されます。データを送信する場合を除き、各デバイスは空のパケットを転送します。データを送信するために、必要なパケットを作成し、トークン値を追加してから、空のパケットの代わりにリングに送信します。

ホストは、自分がパケットの受信者であると判断すると、データを読み取り、トークンをゼロにして、パケットを再送信します。パケットはリングを完全にループします。元の送信者に到達すると、トークンが削除されていることを確認し、受信を示します。その後、パケットを削除し、空のパケットを再送信します。

トークンリングネットワークは、一度に 1 つのトークンのみを有効にすることで、ネットワークの衝突を回避します。空のパケットがトークンを使用していない限り、どのホストも送信できます。

イーサネットとの比較

トークンリングへのアクセスは、競合ベースではなく決定論的です。これにより、衝突の可能性を最小限に抑えて衝突が発生したときに処理するのではなく、衝突がないようにします。任意の 2 つのイーサネットデバイスを簡単にケーブル接続できます。歴史的にはクロスオーバーケーブルが必要でしたが、最近のデバイスには、どのケーブルでもこれを可能にする自動検出機能が備わっている傾向があります。トークンリングは、追加のハードウェアとソフトウェアなしではこれをサポートしません。

トークンリングネットワークでは、複数の同一の MAC アドレスがサポートされます。ただし、MAC アドレスはイーサネットネットワーク上で一意である必要があります。各トークンリングネットワークポートのファームウェアのライセンスコストは、イーサネットの 3 倍以上でした。さらに、トークンリングの場合、ルーターはイーサネットよりもはるかに高価でした。イーサネットはまた、比較的早い段階で安価なケーブルを標準化し、コスト面で大きな利点をもたらしました。この時点では、トークンリングとイーサネットは帯域幅に関してはほぼ同等でしたが、イーサネットが優先されるテクノロジであることが明らかになった後、トークンリング標準の更新は停止されました。

結論

トークンリングは、1980 年代半ばから後半および 1990 年代のネットワークプロトコルおよび接続の標準でした。ビジネス環境ではある程度成功しましたが、標準化戦争の終わりに低コストで高速を提供するイーサネットによって、家庭や最終的にはビジネス環境で影が薄くなりました。リングトポロジを使用し、単一のトークンを持つことで機能しました。トークンが設定されていない場合、ホストはトークンを要求して送信できます。トークンが設定されている場合、ホストは、トークンが解放されてトークンを要求して送信するまで待機する必要があります。現代では、トークンリングは本質的に死んでおり、イーサネットが主要なネットワークプロトコルおよび標準となっています。