令牌环与以太网令牌环的区别

IEEE 802.5 标准将令牌网确立为本地区域网 (LAN) 的标准化方法。它采用环形拓扑结构，其中设备以逻辑环形结构连接。在令牌环网络中，数据单向流动，从一个设备传输到下一个设备，直到到达目的地。

尽管令牌网和以太网是两种不同的网络技术，但以太网在当今网络中正变得越来越普遍。

以下是两者之间的主要区别

1. 拓扑结构

- 令牌环：环形拓扑将设备连接成一个逻辑环。为了获得网络访问权限，令牌从一个设备传递到另一个设备，而数据沿着环的一条路径传输。

- 以太网通常设计为总线或星形拓扑。在总线拓扑结构中，所有设备都连接到一根单独的电缆（这种情况已不常见），而在星形拓扑结构中，设备连接到中央交换机或集线器。

2. 访问方法

令牌环：一种令牌传递访问策略，其中一个特定的令牌在网络中传递。设备需要令牌才能传输数据，确保同一时间只有一个设备可以传输。

- 以太网采用载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)。在传输数据之前，设备会侦听网络以确保信道畅通。当多个设备尝试同时传输时可能会发生冲突，并设有机制来处理这些冲突。

3. 速度

-以太网的速度增长一直比令牌环快。以太网的速度已超越各种标准，包括 10 Mbps、100 Mbps（快速以太网）、1 Gbps（千兆以太网）、10 Gbps、40 Gbps 和 100 Gbps，但这只是冰山一角。令牌环的速度已标准化为 4 Mbps。

4. 帧格式

- 令牌环：一种令牌传递系统，其中设备以令牌环网络特有的帧格式传输数据。

- 以太网帧具有独特的结构，包括源和目标 MAC 地址、数据负载以及错误校验信息。

5. 性能和可靠性

由于不易发生冲突且访问方法具有确定性，令牌环有时被认为更可靠。尽管如此，进步。

- 以太网技术和交换网络已解决了许多关于这两个系统可靠性和性能差距的担忧。

优点

1. 确定性访问

- 令牌环网络采用确定性访问方法，设备通过获取令牌来轮流传输数据。这确保了每个设备一次只能发送一次，降低了冲突的风险。因此，令牌环网络比使用冲突检测的以太网网络提供更一致和可预测的性能。

2. 可靠性

- 由于其受控的访问方法，令牌环网络通常比以太网更可靠。通过固定的数据传输顺序，设备保证了访问网络的轮次，最大限度地减少了数据冲突和网络拥塞的可能性。

3. 安全性

- 令牌环网络通过其令牌传递方法提供了固有的安全增强。只有拥有令牌的设备才能传输数据，消除了未经授权访问或由多个设备同时尝试传输引起的数据冲突的可能性。

4. 不易发生广播风暴

令牌环网络中广播风暴（即多个广播数据包同时淹没网络）的情况比以太网网络少。令牌传递策略确保了定向访问，限制了过量传输流量的可能性。

局限性

1. 成本和投资

令牌环网络组件，尤其是多站接入单元 (MAU)，比同类以太网产品更昂贵。令牌环硬件和基础设施的高昂成本阻碍了其发展，尤其是在以太网随着时间的推移变得越来越经济实惠之后。

2. 可伸缩性问题

令牌环网络存在可伸缩性问题。随着设备数量的增加，环的性能可能会下降。相比之下，以太网的星形拓扑结构使其更容易进行扩展。

3. 有限的速度

- 令牌环网络通常以 4 或 16 Mbps 的速度运行。这些速率远低于不断发展的以太网标准，后者达到了 100 Mbps、1 Gbps 及更高速度。这种限制阻碍了令牌环满足日益增长的快速数据传输需求的能力。

4. 复杂的安装和维护

- 令牌环网络的设置和维护可能比以太网网络更复杂。环形拓扑结构需要仔细的配置和故障排除任务，例如识别环中的故障或添加新设备，这可能更加困难和耗时。

如何实现？

1. 拓扑规划

- 令牌环网络基于环形拓扑构建，设备以逻辑环形配置连接。规划网络的物理布局，考虑设备放置和构建环形所需的布线。

2. 硬件要求

-购买硬件组件，例如令牌环网络接口卡 (NIC)，以将每个设备连接到网络。

- 多站接入单元 (MAU) 将设备连接到环。MAU 作为连接点，并控制数据在环上的流动。

- 通常使用屏蔽双绞线 (STP) 或光纤电缆进行布线，将设备以环形配置连接起来。

3. 安装和配置

- 在每个设备（计算机、服务器等）中物理安装 NIC，并使用适当的电缆将它们连接到 MAU。要正确安装，请遵循制造商提供的说明。

-通过分配唯一的节点地址进行网络标识来配置每个设备的网络设置。

4. MAU 设置

- 配置 MAU 以在令牌环网络中正常运行。这可能包括更改环的速度、启用监控功能以及验证设备连接是否正确。

以太网

以太网是一种广泛使用的本地区域网 (LAN) 技术，用于连接特定区域（如办公室、家庭或学校）的设备。它为通过有线 LAN 连接传输数据定义了规则和标准。最初由施乐、英特尔和数字设备公司 (DEC) 开发的有线网络标准现在是“以太网”。

以太网具有以下基本特性

1. 拓扑结构： 以太网提供多种拓扑结构，最常见的是星形拓扑。星形网络由计算机、服务器和打印机等设备组成，这些设备连接到交换机或路由器等中央网络设备。虽然总线和环形拓扑在过去曾被使用，但现在已不那么常见。
2. 载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD) 是以太网的访问策略。在发送数据之前，设备会监听网络以查看信道是否畅通。当两台设备尝试同时发送数据时会发生冲突。CSMA/CD 会管理冲突并限制以太网网络中的数据传输。
3. 帧格式： 以太网网络中的数据传输被组织成帧，其中包括目标和源 MAC 地址、数据负载、帧类型和错误校验信息（例如循环冗余校验 - CRC）等组件。以太网帧格式确保数据的准确传输和接收。
4. 交换技术：以太网网络通常使用网络交换机来控制和路由数据流量。交换机使用 MAC 地址将数据仅转发到正确的目的地设备，这比以前的共享介质技术提高了网络性能。

局限性

1. 冲突和拥塞

- 在使用 CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）的传统以太网网络中，当两台设备尝试同时发送数据时会发生冲突。尽管现代以太网交换机之间的冲突大大减少，但在高流量时仍可能发生网络拥塞，影响性能。

2. 带宽共享

- 以太网是共享介质；因此，网络段上的所有设备都在争夺可用带宽。随着设备数量或数据密集型应用程序的增加，每台设备的可用带宽会减少，这可能会影响整个网络的性能。

3. 距离限制

- 以太网存在距离限制，尤其是在使用铜缆（例如 Cat5e、Cat6）的早期以太网标准中。设备之间或设备与交换机之间的最长电缆长度通常限制在 100 米，这在大型网络或大地理区域中可能是一个限制。

4. 物理介质限制

不同的以太网协议需要不同类型的物理介质（例如，铜缆、光纤），每种介质在最大速度、距离以及对干扰或信号衰减的敏感性方面都有其限制。

5. 可伸缩性挑战

扩展以太网网络可能会带来挑战。添加更多设备可能会导致网络流量增加、拥塞和管理困难。在不影响性能的情况下扩展以太网网络需要仔细的设计和管理。

优点

1. 高速度

以太网提供多种速度，从每秒 10 兆比特 (Mbps) 到千兆比特速度，如每秒 1 千兆比特 (Gbps)、10 Gbps、40 Gbps、100 Gbps 等。这种速度的灵活性实现了更快的数据传输，有助于满足不断增长的网络需求。

2. 成本效益

以太网技术具有成本效益，是可靠且价格合理的网络解决方案。由于交换机和网络接口卡 (NIC) 等组件普遍可用且价格合理，以太网是企业和家庭的经济高效选择。

3. 可扩展性

以太网网络具有非常好的可伸缩性。通常，可以轻松地向以太网网络添加和删除设备，而不会对整体性能产生重大影响。以太网的适应性使其适合各种规模的企业。

4. 拓扑结构的灵活性

以太网提供多种网络拓扑结构，例如星形、总线和环形布局。拓扑结构的灵活性允许网络设计师根据其个体需求将以太网适配到各种环境中。

5. 互操作性和通用性

以太网已成为一种通用的网络标准，可在不同制造商的硬件之间实现互操作性。这种广泛的采用使得来自多个供应商的设备能够在以太网网络中无缝通信，从而支持互操作性和易于集成。

应用

1. 家庭网络

以太网广泛用于家庭，通过家庭路由器将计算机、打印机、智能电视、游戏控制台和电子设备等设备连接到互联网。它确保这些设备具有流畅可靠的连接。

2. 办公室和商业环境

以太网通常用于办公室，用于连接计算机、服务器、打印机、IP 电话和其他设备，形成网络。这有助于文件共享、互联网访问、内联网通信以及对共享资源的访问。

3. 数据中心

以太网通常用于数据中心，以高速度和可靠性连接服务器、交换机、存储设备和网络设备。以太网的可扩展性和高速特性使其更容易在数据中心环境中传输大量数据。

4. 教育机构

学校、大学和组织使用以太网连接多个校园。该系统连接教室、实验室、行政办公室、图书馆和其他建筑物，以便进行通信和资源共享。

令牌网与以太网的区别

令牌网和以太网中的数据流

令牌环网络是一种环形网络，数据直接在其中流动。设备使用特定的令牌传输数据，确保有序传输并最大限度地减少冲突。

在以太网网络中，数据在设备侦听到开放信道后再发送。当多个设备尝试同时发送时会发生冲突，但现代以太网交换机有助于减少冲突。数据包在网络上传输，路由流量根据 MAC 地址被重定向到正确的接收者。

总结

令牌环和以太网是不同的局域网技术，具有独特的架构和访问方法。令牌环通过令牌传递访问和环形架构，确保了固有的安全性和可预测的数据传输。然而，其有限的速度、可伸缩性问题、更高的成本以及不断下降的行业支持导致其普及率较低。以太网拥有多种拓扑结构和从 10 Mbps 到多千兆比特的灵活速度，采用 CSMA/CD 或交换访问方法。以太网的成本效益、可扩展性、互操作性和行业主导地位加速了其全球接受度，使其成为当前网络环境中应用最广泛、最常见的局域网技术，超越了令牌环。