トークンリング

トークンリングとは

トークンリングは、ローカルエリアネットワーク（LAN）で使用される、物理層およびデータ[[リンク層]]の規格の一つです。IBMによって開発され、IEEE 802.5として規格化されました。

歴史

1970年代初頭、多様なLAN技術が開発される中で、トークンパッシングリングトポロジーのケンブリッジリングが注目されました。世界中の多くのチームが独自に開発を進める中、1981年にIBMチューリッヒ研究所のウェルナー・バックスとハンス・ミュラーがIBMトークンリング技術の開発に着手しました。同時期には、MITでの初期の取り組みや、ワークステーションベンダーであるアポロコンピュータによる独自の12Mbit/sのネットワーク開発も行われました。その後、Proteonは16Mbit/sに進化させました。

1985年10月15日、IBMは4Mbit/sで動作するトークンリング製品を発売し、メインフレーム、ミッドレンジコンピュータ、IBM PCからの接続を可能にしました。この技術は後にIEEE 802.5として標準化されました。1988年には、IEEE 802.5委員会によって、より高速な16Mbit/sのトークンリングが標準化されました。その後、100Mbit/sの規格も登場しましたが、普及には至りませんでした。2001年には1000Mbit/sの規格も承認されましたが、市場に投入されることはありませんでした。

2002年1月31日、IBMはトークンリング製品の販売を終了し、その歴史に幕を閉じました。

概要

トークンリングは、4Mbpsまたは16Mbpsの通信速度を持ち、ノードがリング状に接続されるのが特徴です。物理的には、MAU（Media Access Unit）と呼ばれる集線装置を中心にリング型を構成し、そこからハブを介してスター型の構成を取ります。IBM 8228などの集線装置には、特殊なIBMデータコネクタが使用され、このコネクタはオスとメスの区別がなく、2つの同じ形のコネクタを接続する点が特徴です。また、IBM 8228は電力不要で動作するため、設置場所に電源を必要としません。一方、IBM 8226はRJ45コネクタを使用する集線装置で、LEDが追加され、コンセントレータやスプリッタとしても動作しますが、別途電源が必要です。

論理的にはリング型トポロジーで構成されており、トークンと呼ばれる信号がリング上を高速で巡回しています（トークンパッシング）。データの送信権はトークンを取得したノードに与えられます。そのため、物理的な衝突が発生しません。データを送信するノードは、空いているトークンを捉えてデータフレームに変え、データを搭載して送信します。各ノードはフレームを監視し、自分宛のデータが書かれている場合のみフレームを取り込み、宛先が自分ではない場合はそのまま次のノードに回します。情報はトークンに追加されて次のノードに渡されます。受信は自分宛の情報のみを行い、他ノード宛の情報はトークンごと次のノードに回します。データ破損などにより宛先不明のデータが永久にネットワークを巡回しないように、ペイロードは一定回数巡回すると破棄されます。これにより、ネットワーク帯域を効率的に利用できます。また、ネットワークの高速化のために、複数のトークンを巡回させることも可能です。

ただし、通信速度の設定を誤った機器を接続すると、ネットワーク全体がダウンするという欠点がありました。

CSMA/CD|CSMA_CD方式とは異なり、パケットの衝突が発生しないため、初期の10BASEイーサネットと比較して性能や安定性に優れていましたが、イーサネットの高速化・低価格化、そしてスイッチングハブの登場により、その優位性は失われました。

日本ではIBM PCやLANの普及が遅れたため、トークンリングはあまり普及しませんでした。インターネットの普及に伴い、ほとんどのトークンリングはイーサネットに置き換えられ、現在では世界的に利用されることはほとんどありません。

ケーブルとインターフェース

トークンリングではIBM独自のケーブルシステムが採用されています。ケーブルは2対の150Ωシールド付きツイストペアケーブルで、かなり太いものでした。特殊なエルマフロディット（雌雄同体）のコネクタは、IBMデータコネクタと呼ばれ、標準の非シールド8P8Cコネクタよりも優れたシールド性能を持っていました。コネクタ部分は3cmx3cmと非常に大きく、壊れやすいという欠点もありました。コンピュータ側のインターフェースは通常DE-9コネクタ（メス）です。

トークンリングとイーサネットの接続

トークンリングとイーサネットの両方のインターフェースを装備したマルチプロトコルルーター（IBM 2210-24M）は、トラフィック、プロトコル、およびインターフェースを動的にフィルターする機能がありました。その他、AT＆T StarWAN 10：4ブリッジ、IBM 9208 LANブリッジ、Microcom LANブリッジなどが存在しました。

比較

長所

CSMA/CD|CSMA_CD方式と異なり、パケットの衝突が生じないため、特に複数の大量伝送が発生した場合でも速度が落ちにくく、安定した通信が可能で、ユーザーレスポンスの低下を抑制できます。

短所

イーサネットと比較して、参入ベンダーが少なく高価であったため、特に中小規模の企業や事業所では普及しませんでした。

「配線がリング状のため、1台のノードのダウンや1か所の配線断によりネットワーク全体がダウンする」という説明は誤りです。トークンリングのトポロジーはリング状ですが、物理的な配線はスター型であり、1か所の配線断が発生しても、折り返しが行われるため、トークンの循環とデータ伝送は継続されます。

関連項目

トークン・パッシング
CSMA/CD|CSMA_CD'>CSMA/CD|CSMA_CD
ネットワーク・トポロジー

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