什麼是令牌環？

現代有線計算機網絡以以太網為主。即使不使用標準以太網電纜（8P8C 電纜），底層協議仍然幾乎肯定是以太網，尤其是在 LAN 環境中。例如，光纖電纜在 LAN 環境中仍然使用以太網協議。

然而，在早期，以太網並不是唯一的遊戲。令牌環是一個競爭標準。它於1984年由IBM提出，1989年由IEEE在802.5下標準化。

網絡架構

正如您可能從名稱中猜到的那樣，令牌環網絡使用環形拓撲結構。這不一定是物理環形拓撲，但它是邏輯環形拓撲。物理梯級需要每個設備都有兩個網絡端口和兩條電纜。使用媒體訪問單元或 MAU 執行與以太網交換機大致相似的角色時，邏輯環形拓撲結構更容易配置。

每個 MAU 配置一個物理星形地形圖。然後它可以環狀連接到多個其他 MAU。網絡的整體邏輯拓撲雖然是一個環。

避免碰撞

衝突是任何共享訪問媒體的問題。以太網具有稱為 CSMA/CD 或帶有衝突檢測的載波偵聽多路訪問的功能。在 CSMA/CD 中，網絡節點在傳輸之前使用載波偵聽來檢查網絡是否暢通。如果它隨後檢測到衝突，它會發送一個阻塞信號，並在重新發送之前後退一小段隨機時間（如果網絡暢通）。

令牌環使用名義令牌來確定主機是否可以傳輸。當網絡安靜時，一個空數據包繞環傳輸。除非它想傳輸數據，否則每個設備都會轉發空數據包。為了傳輸數據，它創建了它想要的數據包並向其添加了一個令牌值，然後將其發送到環上以代替空數據包。

當主機確定它是數據包的接收者時，它會讀取數據，然後將令牌歸零，然後重新傳輸數據包。數據包形成一個完整的環路。當它到達原始發件人時，它會檢查令牌是否已被刪除，表示已收到。然後它刪除數據包並重新發送空數據包。

令牌環網絡通過在任何時候只允許一個令牌有效來避免網絡衝突。只要空包不使用令牌，任何主機都可以傳輸。

與以太網的比較

對令牌環的訪問是確定性的而不是基於競爭的。這樣可以確保不會發生碰撞，而不是將發生碰撞的可能性降到最低並在發生碰撞時進行處理。任何兩個以太網設備都可以簡單地用電纜連接在一起。過去需要交叉電纜，但現代設備往往具有自動感應功能，可以通過任何電纜實現這一點。如果沒有額外的硬件和軟件，令牌環不支持此功能。

令牌環網絡中支持多個相同的 MAC 地址。但是，MAC 地址在以太網網絡中必須是唯一的。每個令牌環網絡端口的固件許可成本是以太網的三倍多。此外，路由器的令牌環也比以太網貴得多。以太網還相對較早地標準化了一種更便宜的電纜，使其具有顯著的成本優勢。當時，令牌環和以太網在帶寬方面大致相當，但是，在明確以太網是首選技術之後，令牌環標準停止更新。

結論

令牌環是 20 世紀 80 年代中後期和 90 年代的一種網絡協議和連接標準。它在商業環境中取得了一定的成功，但在家庭和最終的商業環境中被以太網黯然失色，以太網在標準戰爭結束時以更低的成本提供更高的速度。它通過使用環形拓撲並具有單個令牌來工作。如果令牌未設置，主機可以聲明它並傳輸。如果設置了令牌，主機必須等到令牌被釋放才能聲明它並進行傳輸。在現代，令牌環基本上已經死了，以太網是主要的網絡協議和標準。