Token Ring là gì và vì sao nó thất bại trước Ethernet?

Token Ring là một công nghệ mạng đã lỗi thời, từng là đối thủ trực tiếp của Ethernet trong thập niên 1980 và 1990. IBM công bố chuẩn này lần đầu vào ngày 15 tháng 10 năm 1985. Ngày nay, nó chỉ còn là một điều tò mò trong giới công nghệ — chuẩn mạng đã thua cuộc. Nhưng khi thiết bị Token Ring xuất hiện trở lại, chúng trông đủ giống Ethernet để khiến nhiều người nhầm lẫn. Và lý do nó thất bại cũng là một câu chuyện đáng để nghiên cứu.

Card mạng Token Ring của Intel với đầu nối DE-9 đặc trưng

Ethernet đối đầu Token Ring

Token Ring ngày nay thường bị đánh giá thấp, và điều đó không hẳn công bằng. Token Ring là một chuẩn do IBM hậu thuẫn. Ethernet là một chuẩn mở được DEC, 3Com và nhiều công ty khác ủng hộ. Đương nhiên, Ethernet đã thắng.

Lý do chính khiến Ethernet giành chiến thắng là vì nó rẻ hơn. Sau khi mua đủ mọi thứ cần thiết, Ethernet chỉ tốn bằng một phần ba chi phí của Token Ring. Việc Ethernet tốt bằng một nửa hay 75% của Token Ring luôn là đề tài tranh cãi, nhưng với mức giá bằng một phần ba, nó chỉ cần tốt bằng một nửa là đã đáng đồng tiền.

Token Ring có một điểm yếu lớn ngoài chi phí. Nó chạy ở các tốc độ cố định, và khác với Ethernet, tất cả card trên vòng mạng đều phải giao tiếp cùng một tốc độ. Nếu bạn có một mạng 16 megabit và đưa vào một hệ thống chạy 4 megabit, toàn bộ mạng sẽ sập.

Tôi biết điều này từ kinh nghiệm thực tế. Nhưng tôi chỉ mắc sai lầm đó đúng một lần.

Tuy nhiên, miễn là bạn không làm vậy, Token Ring cực kỳ ổn định. Nó không gặp vấn đề về xung đột (collision) như Ethernet thời kỳ đầu. Cách Token Ring hoạt động là các hệ thống chuyền một token (mã thông báo) quanh mạng. Nếu bạn không giữ token, bạn không được phép phát. Điều đó đồng nghĩa với việc không có xung đột. Và nó xử lý tình trạng bão hòa tốt hơn nhiều.

Tôi từng làm sập một mạng Ethernet chỉ bằng cách cố nhân bản một lớp học đầy máy tính bằng tính năng multicast của Symantec Ghost. Tôi làm việc đó suốt khi còn làm ở một công ty dùng Token Ring. Lần đầu tiên làm điều đó trên mạng Ethernet, tôi đã đánh sập toàn bộ hệ thống mạng của cả tòa nhà. Họ phải cô lập lớp học sau một bridge để tôi có thể tiếp tục. Đó là 24 năm trước, và tôi chắc chắn có hai người vẫn còn nhớ chuyện đó, dù chẳng ai trong chúng tôi còn làm ở đó nữa.

Vì sao Ethernet thắng

Ethernet thật sự tệ nếu bạn chọn toàn những lựa chọn rẻ nhất, nhưng bạn có thể làm nó chấp nhận được nếu đầu tư một phần tiền tiết kiệm vào công nghệ tốt hơn. Thay hub bằng switch gần như loại bỏ hoàn toàn vấn đề xung đột. Mua card chất lượng cao hơn giảm bớt vấn đề độ tin cậy.

Nhưng lý do khác khiến Ethernet thắng là nhờ khả năng mở rộng quy mô. Nó đạt tốc độ cao hơn trước, nên thắng cuộc chiến bằng sức mạnh thuần túy. Ethernet đạt 100 megabit trước. Ai từng chứng kiến Token Ring 16 megabit hoạt động đều có thể nói nó nhanh hơn 10 megabit Ethernet nhiều hơn mức 60%, nhưng Token Ring 16 megabit không thể theo kịp Ethernet 100 megabit. Và khi Token Ring 100 megabit ra đời, phiên bản kế tiếp dự kiến chỉ là 128 megabit. Gigabit Ethernet ra mắt trước khi Token Ring 128 megabit kịp nhìn thấy ánh sáng mặt trời.

Ở tốc độ gigabit, lợi thế của Token Ring so với Ethernet gần như chỉ còn mang tính lý thuyết.

Có thể bản thân mạng ổn định hơn đôi chút về vài mặt, nhưng hiệu suất tốt hơn không còn quan trọng là bao. Bus mà card cắm vào và ổ đĩa trong hệ thống mới là những nút thắt lớn hơn. Năm 2022, chúng ta có bus nhanh hơn và SSD nên sẽ nhận ra sự khác biệt, nhưng khi đó chúng ta lại quay về vấn đề mở rộng quy mô.

Phân biệt card Token Ring và Ethernet ngày nay

Mỗi khi một Youtuber về máy tính retro mở hộp thư có chứa hàng loạt card ISA ngẫu nhiên, kiểu gì cũng đến lúc đối mặt với một card mạng bí ẩn, họ sẽ thốt lên trước ống kính rằng không biết đó là Ethernet hay Token Ring. Phân biệt hai loại này có thể rất khó. Ngay cả trong thập niên 1990, khi cả hai công nghệ còn khả thi, các chuyên gia đôi khi cũng mắc lỗi. Cắm Ethernet vào mạng Token Ring vì cả hai đều dùng cáp CAT5 cũng "thú vị" chẳng kém việc đưa một nút 4 megabit vào mạng 16 megabit. Và khi tôi nói "thú vị", ý tôi là phá hoại.

Đúng vậy, đến giữa thập niên 1990, cả hai công nghệ đều có thể chạy trên cáp RJ45. Sơ đồ chân khác nhau, nhưng bạn có thể dùng cùng một sợi cáp cho cả hai. Nếu muốn phân biệt bằng cách đo bằng đồng hồ vạn năng, điều cần biết là trên Token Ring, các chân ngoài cùng không được kết nối. Trên Ethernet cùng thời kỳ, hai chân ở giữa là những chân không kết nối.

Đầu nối D-sub

Nhưng thường thì dễ phân biệt hai loại hơn bằng cách nhìn vào các đầu nối khác. Ethernet dùng đầu nối 15 chân trông khá giống đầu nối joystick của PC. Token Ring dùng đầu nối 9 chân trông giống đầu nối video 9 chân hoặc phích cắm joystick kiểu Atari.

Kết nối cáp đồng trục

Đầu nối đồng trục cho Token Ring có tồn tại, nhưng phổ biến hơn trên mạng Ethernet. Sự hiện diện của đầu nối đồng trục trên một card không phải là dấu hiệu đáng tin cậy để xác định loại mạng. Nhưng nó phổ biến với Ethernet hơn Token Ring, nên nếu tôi thấy đầu nối đồng trục trên một card không rõ nguồn gốc, tôi nghiêng về khả năng đó là Ethernet.

Chỉ báo tốc độ

Đèn LED và các dòng chữ in trên card có thể là chỉ dấu rất tốt. Phần lớn card Ethernet ISA bạn tìm thấy chạy ở 10 megabit. Card PCI chạy ở 10 và 100 megabit. Vì vậy hãy tìm bất kỳ ký hiệu chỉ tốc độ nào được in hoặc dập nổi trên card, dù ở tấm chắn sau hay trên bản mạch PCB.

Token Ring chạy ở 4 megabit và 16 megabit. Vậy nên trên một card ISA, nếu bạn thấy cả đèn báo hoạt động liên kết lẫn đèn báo tốc độ, và đèn chỉ tốc độ 4 hoặc 16, đó là Token Ring. Nếu có một dip switch để đặt tốc độ 4 hoặc 16 megabit, đó là Token Ring.

Thương hiệu

Bạn không thể chỉ dựa vào thương hiệu. IBM có bán card Ethernet, còn Intel và 3Com có làm card Token Ring. Vì vậy đừng tự động cho rằng một card ISA của 3Com hay Intel trông giống card mạng là Ethernet. Còn có những nhà sản xuất Token Ring ít tên tuổi khác, bao gồm Thomas Conrad và Madge.

Thiết bị Token Ring ngày nay có đáng để nghịch không?

Tôi thích Token Ring khi nó còn được bán trên thị trường, dù có thể tôi đã nghĩ khác nếu tôi là người lập ngân sách máy tính hằng năm. Nhưng khi rõ ràng Token Ring chính là "Betamax của ngành mạng", người ta bắt đầu thay thế nó bằng Ethernet. Vì card chiếm ít không gian hơn, chúng ít bị vứt đi hơn so với thiết bị trong tủ rack hay phòng đi dây.

Ngày nay tìm card dễ hơn tìm cơ sở hạ tầng hỗ trợ cần thiết như MAU — tương đương với switch Ethernet. Và việc bắc cầu giữa Ethernet và Token Ring khó hơn nhiều so với chỉ cắm mỗi loại một card vào máy Linux rồi cấu hình định tuyến.

Không phải là không thể dùng ngày nay. Nó không thực tế và khó khăn. Nhưng nếu đó là cách bạn thấy vui, tôi không ngăn cản. Đó không phải cách tôi thấy vui. Nhưng tôi cũng không nghĩ Ethernet trên cáp đồng trục đáng để nghịch, vậy mà vẫn có người làm.

Vì sao người ta lại dùng Token Ring?

Một câu hỏi tôi hay nghe là vì sao người ta lại dùng Token Ring, khi Ethernet là chuẩn mở và chuẩn mở thì tốt hơn.

Cần nhớ rằng IBM của thập niên 1980 không phải IBM ngày nay. Không chỉ thống trị thị trường máy tính cá nhân, họ còn là kẻ chơi lớn trong thị trường máy mini và máy mainframe — thứ mà thời đó được coi là điện toán nghiêm túc. Token Ring là lựa chọn mạng ưu tiên cho máy mini và máy mainframe của IBM. Có một câu nói thời thập niên 1980 rằng không ai bị sa thải vì chọn IBM. Chỉ riêng điều đó đã cho Token Ring một cơ hội trong vài năm.

ARCNET cũng là một đối thủ khác cùng thời. Nó cũng từng là ứng viên tiềm năng một thời vì được Datapoint — công ty tiên phong về tự động hóa văn phòng dùng máy tính nhỏ — hậu thuẫn.

Ethernet và Token Ring có thay thế hay tương thích với nhau không?

Đôi khi bạn sẽ thấy card và hub được rao trên eBay ghi là cả hai loại, khiến người ta tưởng hai chuẩn có thể thay thế cho nhau, hoặc từng có card và hub song chuẩn. Đừng tin vào lời rao đó. Card mạng chỉ thuộc một loại hoặc loại kia, chứ không phải cả hai. Hub và switch là Ethernet. Thiết bị tương đương cho Token Ring được gọi là MAU.

Trừ khi bạn nhìn ảnh và xác định được nó là gì, đừng mua. Và nếu người bán ghi là cả hai loại, hãy coi như chưa được kiểm tra. Nếu giá tốt và ảnh chụp cho phép nhận dạng, bạn có thể săn được món hời.