トークンリングとは？安定なデータ通信を実現するネットワーク技術

トークンリングは、IBMによって開発され、IEEE 802.5規格として標準化されたネットワーク技術です。

各端末がリング状に接続され、通信の際には専用のトークンを順番に受け渡すことで、データ送信の衝突を防ぎながら安定した通信が行われる仕組みになっています。

この方式は、以前のネットワーク環境において、信頼性や効率性を求められるシチュエーションで多く採用されていました。

トークンリングの基本

定義と特徴

トークンリングとは、コンピュータ同士がリング状に連結され、データ送受信を行うネットワーク方式の一つです。

ここでは、特別なデータフレームである「トークン」を利用して通信権を順番に割り当てる仕組みが採用されています。

• 各コンピュータはリング状に接続され、トークンがネットワーク上を循環
• 必要なコンピュータがトークンを取得してデータを送信
• 一度に複数のノードが通信を試みることを防ぐため、衝突が発生しにくい

この仕組みにより、同時通信による干渉を回避し、安定したデータ伝送が可能になっています。

IEEE 802.5規格との関連性

トークンリングは、IEEE 802.5規格として標準化されており、1980年代に米IBM社によって開発されました。

IEEE 802.5規格に準拠することで、異なるメーカーの機器間でも互換性が保たれるよう設計されていました。

• IEEE規格の採用により、通信プロトコルや速度などが統一
• 一定の標準に沿って開発されたため、信頼性が高く評価される

動作原理とネットワーク構成

リング状の接続方式

トークンリングでは、ネットワークに接続された全てのコンピュータが一つの物理的または論理的な輪(リング)を形成します。

各ノードは、前後のノードと直接的なリンクを維持しながらデータの中継を行います。

• ノード同士が直列に連結された物理構成形態
• データは一方向に伝播し、各ノードで受け渡しが行われる

この接続方式により、各ノードは確実に通信トークンを受け渡すことができ、全体のネットワークの秩序が保たれています。

トークンの循環と通信制御

トークンリングの基本的な通信制御は、ネットワーク上に存在する「トークン」を利用して行われます。

• トークンはネットワーク上を一定方向に循環
• データ送信を希望するノードがトークンを捕捉して通信を開始

トークンが存在することで、送信権を持つノードが明確になり、乱暴なアクセスが制御される仕組みです。

トークンの受け渡し機構

トークンは各ノードから次のノードへ決められた順序で渡されます。

データ送信が完了すると、トークンは再販され、次のノードが通信可能な状態となります。

• トークンの捕捉により、送信開始のタイミングが明示される
• データ送信後、トークンが放出されることで通信権が循環

この受け渡しの仕組みにより、ネットワーク内の衝突が最小限に抑えられ、全体の効率が向上する仕組みとなっています。

衝突防止の仕組み

トークンリングでは、トークンの存在が衝突防止の基本となっています。

• 送信権はトークンを持つノードにのみ許可される
• 同時に複数のノードがデータを送信することが物理的に防止される

この方式は、CSMA/CD方式を採用するイーサネットに比べても、通信の衝突や再送の負荷を軽減する効果があり、ネットワーク全体のパフォーマンスや信頼性の向上に寄与しています。

利点と課題

安定した通信の実現理由

トークンリングは、通信権が明確に管理されるため、安定したデータ通信と秩序だったネットワーク運用が可能です。

• 各ノードが順番に通信権を得る仕組みなので、データ衝突が発生しにくい
• 高負荷時にも、通信制御が整然としており、一定の応答性が保たれる

この性質により、特に業務用途やミッションクリティカルな環境において、期待される安定性を実現することが可能でした。

導入時のコストおよび互換性の問題

一方で、トークンリングにはいくつかの課題も存在します。

• 導入コストが比較的高いため、中小規模のネットワークでは採用されにくい
• 専用のハードウェアが必要となる場合があり、他のネットワーク技術との互換性に問題が生じることがある

これらの点から、コストパフォーマンスや互換性を重視する環境では、イーサネットなど他の技術が選ばれる傾向にあります。

現代ネットワークにおける位置付け

他技術との比較

現在、イーサネット技術が広く採用されている中で、トークンリングはその存在感を次第に薄れている印象があります。

• イーサネットはコスト面や拡張性に優れており、導入の容易さが評価される
• トークンリングは衝突防止や通信の安定性では有利な面があるが、設備投資が大きくなりがち

これにより、現在ではトークンリングは特定の用途やレガシーシステムの維持など、限定的なシーンで活用されることが多いです。

活用事例と進化の傾向

かつては大企業や金融業界など、信頼性と安定性が特に求められる環境で採用されていました。

• 特定システムにおける専用ネットワークとしての利用例が見受けられる
• 技術進化に伴い、より汎用的でコスト効率の高いソリューションへの移行が進んでいる

今後、トークンリングのような安定性に優れた方式は、既存システムの維持管理や、特殊な制御環境での採用として残る可能性があると考えられる。

まとめ

トークンリングは、トークンを用いて通信制御を行うことで、衝突が少なく安定したデータ通信を実現するネットワーク技術です。

その構造やIEEE 802.5規格との関連性により、業務用途で高い信頼性を発揮してきました。

しかし、導入コストの高さや互換性の問題から、現代においてはイーサネットなどの技術に取って代わられるケースが増加しています。

今後も、特定の用途やレガシーシステムの維持のために、トークンリングの知識が参考にされることが期待されます。