Mikä on Token Ring – Toiminta, historia ja vertailu Ethernetiin
Tokenerinki eli token ring on IBM:n kehittämä paikallinen tietoverkkoteknologia, joka käyttää erityistä token-pohjaista menetelmää törmäyksettömään tiedonsiirtoon. Tämä teknologia oli merkittävässä asemassa 1980- ja 1990-luvuilla, kunnes Ethernet syrjäytti sen kustannustehokkuudellaan ja nopeammalla kehityksellään.
Teknologia perustuu renkaanmuotoiseen loogiseen topologiaan, jossa erityinen bittimalli eli token kiertää solmujen välillä. Vain tokenin haltija voi lähettää tietoa, mikä eliminoi törmäykset tehokkaasti. Vaikka tokenerinki on nykyään vanhentunut, sen perintö näkyy edelleen verkkotekniikan historiassa ja standardoinneissa.
Tässä artikkelissa käsitellään tokeneringin toimintaperiaatteet, historia, standardit ja vertailu Ethernetiin. Selvitämme myös, miksi tämä aikanaan innovatiivinen teknologia jäi lopulta historiaan.
Mikä on token ring?
Tokenerinki on paikallinen tietoverkko eli LAN-teknologia, jossa laitteet on kytketty rengas- tai tähtitopologiaan ja tiedot välitetään token-pohjaisella menetelmällä. IBM kehitti teknologian 1970- ja 1980-lukujen vaihteessa, ja se standardoitiin virallisesti IEEE 802.5 -standardina vuonna 1985.
Token-pohjainen LAN-teknologia, joka estää törmäykset token-menetelmällä.
IBM, 1980-luvun alussa lanseerattu teknologia.
Loogisesti rengas, fyysisesti usein tähti (keskusyksikkö).
Nykyään korvattu Ethernet-teknologialla.
Token ring topologia
Tokeneringin fyysinen topologia on usein tähti, jossa keskusyksikkö ohjaa liikennettä. Loogisesti tiedot kulkevat kuitenkin ympyrää solmujen kautta, minkä ansiosta jokainen solmu saa tasapuolisen mahdollisuuden tiedonsiirtoon. Tämä rakenne tukee monenlaisia kaapeleita: UTP, STP, koaksiaalikaapeli ja kuitu.
- Token kiertää järjestelmässä ja antaa lähetysoikeuden yhdelle solmulle kerrallaan
- Jokainen solmu saa tokenin määrätyn ajan kuluessa, mikä estää nälkiintymisen
- Solmujen enimmäismäärä on 250, mikä rajoittaa verkon kokoa
- Törmäyksettömyys takaa ennakoitavan ja tasapuolisen pääsyn
- Prioriteettijärjestelmä mahdollistaa tärkeämmille solmuille etuoikeuden
- Korkea kaistan käyttöaste, jopa 95 prosenttia
- Suuri maksimikehyspituus liikenteen käsittelyyn
| Attribuutti | Arvo |
|---|---|
| Kehittäjä | IBM |
| IEEE-standardi | 802.5 |
| Julkaistu | 1985 |
| Alkuperäinen nopeus | 4 Mbps |
| Myöhempi nopeus | 16 Mbps |
| Maksiminopeus | 100 Mbps (kuitu) |
| Solmujen enimmäismäärä | 250 |
| Kaistan käyttö | 70–95 % |
Kuinka token ring toimii?
Tokeneringin toimintaperiaate perustuu erityiseen bittimalliin eli tokeniin, joka kiertää jatkuvasti verkossa. Tämä token on ainoa keino päästä lähettämään tietoa, ja se takaa, että vain yksi solmu voi lähettää tietoa kerrallaan. Kun solmu saa tokenin, se muuttaa sen tiedonvälityspaketiksi, lähettää tietonsa ja vapauttaa tokenin eteenpäin ringissä.
Tokenin kulku
Token liikkuu solmulta toiselle ennalta määritetyssä järjestyksessä. Jokainen solmu toimii yhdessä kolmesta tilasta: kuuntelutilassa solmu vain välittää saapuvat bitit eteenpäin, lähetystilassa solmu lähettää tietoa tokenin saatuaan, ja ohitustilassa pois käytöstä oleva solmu ohitetaan ilman viivettä.
Monitorisolmu valvoo tokenin kiertoa ja luo tarvittaessa uuden tokenin, jos vanha katoaa. Varasolmu korvaa monitorisolmun sen vikaantuessa. Token Holding Time eli THT rajoittaa tyypillisesti yhteen lähetykseen käytettävän ajan 10 millisekuntiin.
Pääsy kontrolli
Tokeneringin pääsykontrolli perustuu deterministiseen menetelmään, jossa jokainen solmu tietää tarkalleen, milloin se voi lähettää. Tämä eroaa Ethernetin CSMA/CD-menetelmästä, jossa törmäykset ovat mahdollisia. Prioriteetti- ja varausjärjestelmä mahdollistaa tärkeämmille solmuille etuoikeuden pääsyn.
IEEE 802.5 -standardi määrittelee tokeneringin OSI-mallin kerroksen 1 ja 2 protokolaksi. Cat3-kaapeli tukee 4 Mbps nopeutta taajuusalueella jopa 16 MHz. Standardi tukee myös priorisoitua pääsyä, jossa varaus-bitit mahdollistavat etuoikeutetun liikenteen.
Token ringin historia
Tokeneringin historia alkaa 1970-luvun lopulta, jolloin IBM aloitti teknologian kehittämisen. Laajempi julkaisu tapahtui 1980-luvun puolivälissä, ja virallinen standardointi IEEE 802.5 -standardiksi toteutui vuonna 1985. Tämä standardointi vahvisti teknologian aseman yritysverkkojen ratkaisuna.
IBM:n kehitys
IBM Token Ring oli alkuperäinen protokolla, joka johti suoraan IEEE 802.5 -standardiin. IBM kehitti sekä laitteiston että protokollan ja teki niistä teollisuusstandardin, joka oli hyvin samankaltainen lopullisen standardin kanssa. Tämä varmisti yhteensopivuuden eri valmistajien laitteiden välillä.
Teknologia saavutti suosion 1980- ja 1990-lukujen vaihteessa, erityisesti yritysympäristöissä, joissa luotettavuus oli kriittisempää kuin nopeus. Käyttö alkoi kuitenkin laskea 1990-luvulla Ethernetin noustessa, ja nykyään tokenerinki on täysin vanhentunut teknologia.
Vaikka tokenerinki on nykyään harvinainen, sen vaikutus verkkotekniikan kehitykseen on kiistaton. IEEE 802.5 -työryhmä on nykyään purettu, mikä osoittaa teknologian päättymisen. Tokeneringin törmäyksetön tiedonsiirto on kuitenkin innoittanut myöhempiä kehitysaskeleita verkkoprotokollissa.
Token ring vs Ethernet
Tokeneringin ja Ethernetin välinen kilpailu ratkaisi lopulta verkkotekniikan tulevaisuuden. Vaikka tokenerinki tarjosi useita etuja, Ethernet voitti kustannustehokkuudellaan ja nopeammalla kehityksellään. Tämä vertailu auttaa ymmärtämään, miksi tokenerinki jäi historiaan.
Edut ja haitat
Tokeneringin merkittävimmät edut olivat korkea luotettavuus ja tehokas kaistan käyttö. Törmäyksettömyys tarkoitti, että verkko toimi tasaisesti myös raskaassa kuormituksessa. Kaistan käyttöaste ylsi 95 prosenttiin verrattuna Ethernetin 30–40 prosenttiin. Lisäksi liikenteen käsittelykapasiteetti oli parempi: 17,8 kilotavua verrattuna Ethernetin 15 kilotavuun.
Haitoista merkittävimmät olivat kalliimpi kaapelointi ja verkkokortit verrattuna Ethernetin Cat3- ja Cat5e-kaapeleihin. Hallinta oli myös monimutkaisempaa, ja nopeuksien kehitys jäi jälkeen Ethernetin kasvusta 10 megabitistä 10 gigabittiin sekunnessa.
| Ominaisuus | Tokenerinki (IEEE 802.5) | Ethernet (IEEE 802.3) |
|---|---|---|
| Topologia | Rengas/tähti, looginen rengas | Bus/tähti |
| Pääsymenetelmä | Token-pohjainen (ei törmäyksiä) | CSMA/CD (törmäyksiä mahdollista) |
| Nopeus | 4–16 Mbps (max 100 Mbps) | 10 Mbps → 10 Gbps+ |
| Kaistan käyttö | 70–95 % | 30–40 % |
| Kustannus | Korkeampi | Halvempi |
| Luotettavuus | Korkea, prioriteetit | Kilpailullinen |
| MAC-osoitteet | Jaettu ilman konflikteja | Konflikteja mahdollista |
Korvaajat
Tokeneringin korvasi käytännössä kokonaan Ethernet-teknologia 1990-luvulla. Ethernetin edullisempi kaapelointi ja laitteet tekivät siitä houkuttelevamman vaihtoehdon yrityksille. Nopea kehitys Fast Ethernetistä Gigabit- ja 10 Gigabit -versioihin varmisti Ethernetin ylivoiman.
Nykyään Ethernet hallitsee lähes kaikkia LAN-verkkoja maailmanlaajuisesti. Tokenerinki on säilynyt lähinnä historiallisena esimerkkinä verkkotekniikan evoluutiosta, ja se on harvinainen näky myös yritysten vanhoissa tietokannoissa.
Token ringin aikajana
Tokeneringin kehityskaari kattaa noin kolme vuosikymmentä teknologian historiaa. Seuraava aikajana havainnollistaa keskeiset virstanpylväät, jotka määrittelivät teknologian nousun ja laskun.
- 1970-luvun loppu: IBM aloittaa tokenerinkiteknologian kehittämisen
- 1985: IEEE 802.5 -standardi hyväksytään virallisesti
- 1980-luvun puoliväli: Teknologia lanseerataan laajasti markkinoille
- 1990-luvun alku: Tokeneringin käyttö saavuttaa huippunsa
- 1990-luku: Ethernet alkaa syrjäyttää tokenerinkiä
- 2000-luku: Tokenerinki käytännössä korvattu Ethernetillä
- Nykyään: IEEE 802.5 -työryhmä purettu, teknologia vanhentunut
Varmat ja epävarmat tiedot
Tokeneringistä on saatavilla luotettavaa tietoa sen historiansa osalta, mutta jotkut yksityiskohdat ovat vähemmän dokumentoituja. Seuraava taulukko erottelee vahvistetut faktat epävarmoista tiedoista.
- IBM kehitti tokeneringin
- IEEE 802.5 standardoitiin 1985
- Nopeudet: 4, 16 ja 100 Mbps
- Token takaa törmäyksettömyyden
- Korvattiin Ethernetillä
- IEEE 802.5-työryhmä purettu
- Tarkka markkinaosuus huippuvuosina
- Yksittäisten yritysten käyttömäärät
- Nykyinen käyttö vähäisissä niche-sovelluksissa
- Perintö vaikutukset nykyprotokolliin
Token ringin merkitys verkkotekniikassa
Tokenerinki edusti aikansa edistynyttä verkkotekniikkaa, ja sen vaikutus verkkostandardien kehitykseen on merkittävä. Token-pohjainen pääsymenetelmä osoitti, että törmäyksetön tiedonsiirto on mahdollista ja tehokasta. Tämä periaate on näkynyt myöhemmissä verkkoprotokolli-innovaatioissa.
Teknologian historia osoittaa, miten markkinavoimat ja teknologinen kehitys vaikuttavat standardien menestymiseen. Vaikka tokenerinki oli teknisesti ylivoimainen monilla mittareilla, kustannustehokkuus ja kehitysnopeus ratkaisivat lopulta Ethernetin hyväksi. Tämä opetus on relevantti myös nykyisten teknologioiden arvioinnissa.
Lisätietoja verkkotekniikan historiasta ja nykytilasta löytyy THE Ranking 2025 -artikkelista, joka käsittelee tietojenkäsittelytieteen koulutusta ja alan kehitystä.
Lähteet ja viittaukset
Tämä artikkeli perustuu useisiin luotettaviin lähteisiin, jotka dokumentoivat tokeneringin teknisiä ominaisuuksia ja historiaa. Keskeisimmät lähteet ovat TechTarget, Tutorialspoint, Coursera sekä akateemiset luentomateriaalit.
Tokenerinki oli IBM:n kehittämä erityinen paikallisverkkoprotokolla, joka käytti token-pohjaista media-pääsyä törmäysten välttämiseksi. Se standardoitiin IEEE 802.5 -standardina vuonna 1985.
— TechTarget, Search Networking
Token ring -verkko toimii siten, että erityinen bittimalli eli token kiertää renkaassa, ja vain tokenin haltija voi lähettää tietoa. Tämä takaa deterministisen pääsyn tiedonsiirtoon.
— TutorialsPoint, Data Communication and Computer Network
Lisää teknisenalan luotettavuuden arviointiin liittyvää sisältöä löytyy Linus Tech Tips -artikkelista.
Yhteenveto
Tokenerinki oli IBM:n kehittämä innovatiivinen LAN-teknologia, joka käytti token-pohjaista menetelmää törmäyksettömään tiedonsiirtoon. Vaikka teknologia tarjosi korkean luotettavuuden ja tehokkaan kaistan käytön, se korvattiin 1990-luvulla Ethernetillä kustannussyistä. Tokeneringin perintö näkyy verkkotekniikan historiassa, ja se toimii esimerkkinä markkinavoimien vaikutuksesta teknologian kehitykseen.
Usein kysytyt kysymykset
Mikä on tokeneringin nopeus?
Tokeneringin alkuperäinen nopeus oli 4 Mbps, myöhemmin 16 Mbps. Kehittyneemmät versiot tukivat jopa 100 Mbps nopeutta kuitukaapeleilla.
Mitä tarkoittaa token ring LAN?
Token ring LAN on paikallinen tietoverkko, joka käyttää tokenerinkiprotokollaa. Se mahdollistaa törmäyksettömän tiedonsiirron token-pohjaisen pääsyn ansiosta.
Miksi tokenerinki korvattiin?
Tokenerinki korvattiin Ethernetillä kustannussyistä. Ethernetin kaapelit ja laitteet olivat edullisempia, ja se kehittyi nopeammin nopeuksissa 10 Mbps:stä 10 Gbps:iin.
Kuka keksi tokeneringin?
IBM kehitti tokeneringin 1970-luvun lopulla ja 1980-luvun alussa. Protokolla johti suoraan IEEE 802.5 -standardiin vuonna 1985.
Mikä on tokeneringin topologia?
Tokeneringin fyysinen topologia on usein tähti, mutta loogisesti se on rengas. Tiedot kulkevat ympyrää solmujen kautta, mikä takaa tasapuolisen pääsyn.
Mitä tarkoittaa Token Holding Time?
Token Holding Time eli THT rajoittaa yhteen lähetykseen käytettävän ajan, tyypillisesti 10 millisekuntiin. Tämä varmistaa, että kaikki solmut saavat tasapuolisen mahdollisuuden lähettää.
Onko tokenerinki vielä käytössä?
Tokenerinki on nykyään vanhentunut teknologia. IEEE 802.5 -työryhmä on purettu, eikä teknologiaa käytännössä enää löydy moderneista verkoista.
Lisaa liittyvia artikkeleita
Billy Bob Thornton – Elämäkerta, ura ja palkinnot
Suden jälki lumessa – erota koiran ja ilveksen jäljistä
Diosa Saran leaks-väitteet: faktat ja huhut – mitä tiedetään
K-Rauta Lapua – Aukioloajat, palvelut ja kokemukset
Foreca täsmäsää Ilomantsi – tarkka sääennuste ja vertailu
Mikä on julkinen notaari Irlannissa – selitys ja faktat
Ballma ter Open 2026 – aikataulu ja ilmoittautuminen
CTEK MXS 5.0 – Arvostelu, tekniset tiedot ja käyttöopas
