Що таке Token Ring?

У дротових комп’ютерних мережах у сучасну епоху домінує Ethernet. Навіть якщо стандартний кабель Ethernet – кабель 8P8C – не використовується, основним протоколом майже напевно є Ethernet, особливо в середовищах локальної мережі. Наприклад, волоконно-оптичні кабелі все ще використовують протокол Ethernet у локальних середовищах.

Однак у перші дні Ethernet був не єдиною грою в місті. Token ring був конкуруючим стандартом. Він був запропонований IBM у 1984 році та стандартизований відповідно до 802.5 у 1989 році IEEE.

Архітектура мережі

Як ви вже здогадалися з назви, мережа Token Ring використовує кільцеву топологію. Це не обов’язково фізична кільцева топологія, але це логічна кільцева топологія. Для фізичної сходинки кожен пристрій мав би мати два мережеві порти та два кабелі. Логічну кільцеву топологію легше налаштувати за допомогою модулів доступу до медіа або MAU, які виконують роль, дещо подібну до комутатора Ethernet.

Кожен MAU налаштовує фізичну топографію зірки. Потім він може з’єднатися в кільце з кількома іншими MAU. Однак загальна логічна топография мережі є кільцевою.

Уникнення зіткнень

Колізії є проблемою для будь-якого середовища спільного доступу. Ethernet має функцію під назвою CSMA/CD або множинний доступ із визначенням несучої з виявленням колізій. У CSMA/CD вузол мережі використовує визначення несучої, щоб перевірити, чи вільна мережа, перед передачею. Якщо потім він виявляє зіткнення, він передає сигнал перешкоди та відмовляється на невеликий випадковий період часу перед повторною передачею, якщо мережа чиста.

Token Ring використовує титульний маркер, щоб визначити, чи може хост передавати чи ні. Коли мережа мовчить, по кільцю передається порожній пакет. Кожен пристрій пересилає порожній пакет, якщо він не хоче передати дані. Для передачі даних він створює потрібний пакет і додає до нього значення маркера перед тим, як відправити його по кільцю замість порожнього пакета.

Коли хост визначає, що він є одержувачем пакету, він зчитує дані, потім обнулює маркер і повторно передає пакет. Пакет утворює повну петлю кільця. Коли він потрапляє до початкового відправника, він перевіряє, чи було видалено маркер, що вказує на отримання. Потім він видаляє пакет і повторно надсилає порожній пакет.

Мережа Token Ring дозволяє уникнути мережевих колізій, дозволяючи лише одному токену бути дійсним у будь-який момент часу. Поки порожній пакет не використовує маркер, будь-який хост може передавати.

Порівняння з Ethernet

Доступ до кільця маркерів є детермінованим, а не заснованим на суперечках. Це гарантує відсутність зіткнень, а не мінімізує ймовірність їх виникнення та впорається з ними, коли вони трапляються. Будь-які два пристрої Ethernet можна просто з’єднати разом. історично це вимагало перехресного кабелю, але сучасні пристрої, як правило, мають можливості автоматичного визначення, щоб увімкнути це з будь-яким кабелем. Token Ring не підтримує це без додаткового обладнання та програмного забезпечення.

Кілька ідентичних MAC-адрес підтримуються в мережі Token Ring. Однак MAC-адреси мають бути унікальними в мережі Ethernet. Вартість ліцензування мікропрограми для кожного мережевого порту Token Ring була більш ніж утричі вищою, ніж для Ethernet. Крім того, маршрутизатори також були значно дорожчими для Token Ring, ніж Ethernet. Ethernet також відносно рано стандартизував дешевший кабель, що дало йому значні переваги у вартості. У той час Token Ring і Ethernet були приблизно порівнянними щодо пропускної здатності, однак після того, як стало ясно, що Ethernet є кращою технологією, стандарт Token Ring припинили оновлюватися.

Висновок

Token ring був мережевим протоколом і стандартом підключення в середині-кінці 1980-х і 1990-х років. Він був певним успіхом у бізнес-середовищі, але був затьмарений у домашньому та, зрештою, бізнес-середовищі мережею Ethernet, яка наприкінці війни за стандарти пропонувала вищу швидкість за меншу вартість. Він працював, використовуючи кільцеву топологію та маючи єдиний маркер. Якщо маркер не встановлено, хост може отримати його та передати. Якщо маркер було встановлено, хост повинен дочекатися, поки маркер буде звільнено, щоб отримати його та передати. У наш час Token Ring фактично мертвий, а Ethernet є домінуючим мережевим протоколом і стандартом.