شبکه باس

توپولوژی باس یا خطی

توپولوژی شبکه خطی نوعی از معماری شبکه است که در آن مجموعه ای از کارخواه یا کلاینت ها از طریق یک خط ارتباطی مشترک که معمولاً باس خوانده می شود، به یکدیگر متصل می شوند. در دنیای کامپیوتر تعدادی متعددی از معماری باس وجود دارد. برای مثال در معماری مادربورد نیز ما همین مدل را می بینیم.

چگونگی کارکرد

شبکه های خطی آسان ترین راه برای متصل کردن چندین رایانه به یکدیگرند، اما زمانی که دو رایانه قصد ارسال همزمان اطلاعات بر روی یک گذرگاه را دارند ممکن است مشکلاتی در این نوع شبکه ها به وجود بیاید. این نوع سیستم ها که از معماری شبکه خطی استفاده می کنند، از تکنیک هایی برای مدیریت و پیشگیری از تصادم استفاده می کنند. یکی از این تکنیک ها CSMA/CD می باشد که مدیریت دسترسی به منابع موجود بر روی یک خط مشترک (Shared Bus) را بر عهده دارد.

یک شبکه خطی واقعی شبکه ای Passive یا غیرفعال است، به این معنا که رایانه های موجود در شبکه تنها به سیگنال گوش میدهند؛ آنها وظیفه انتقال سینگال را بر عهده ندارند. با این وجود، بسیاری از شبکه های فعالی که به آنها نیز واژه "باس" اطلاق می شود، کاربردهای منطقی همانند باس غیرفعال را ارائه می دهند؛ برای مثال، شبکه سوئیچ شده (Switched Ethernet) اگر شبکه ای فیزیکی نباشد، آنرا می توان شبکه ای منطقی در نظر گرفت.

با برتری یافتن اترنت سوئیچ شده نسبت به اترنت غیرفعال، شبکه های خطی غیرفعال در شبکه های سیمی به تدریج منسوخ شدند. با این وجود، امروزه تقریباً تمام انواع شبکه های بی سیم را می توان نوعی شبکه خطی غیرفعال نامید، که انتشار رادیویی آن نیز همان رسانه غیرفعال مشترک است.

در شبکه خطی افزودن سیستم جدید به شبکه کاری آسان است. در این نوع شبکه ها به سیستم ها، ایستگاه (Station) یا ایستگاه کاری (Workstation) می گویند. توپولوژی خطی از کانال برودکست استفاده می کند بدین معنا که تمام ایستگاه های متصل به شبکه می توانند هرگونه نقل و انتقال بین تمامی ایستگاه ها را شنود کنند و نیز در استفاده از شبکه و ارسال اطلاعات دارای اولویتی یکسان هستند.

توپولوژی اترنت باس، همانند یک خط تلفن بزرگ است بدین معنا که سیستم های موجود در شبکه پیش از اینکه بخواهند ارسال اطلاعات داشته باشند، می بایست از خالی بودن خط اطمینان حاصل کنند. یعنی باید بدانند که هیچ سیستم دیگری در حال ارسال اطلاعات نیست. زمانی که ایستگاهی اطلاعات خود را بر روی شبکه ارسال می کند، تمام ایستگاه های متصل بسته های اطلاعاتی را بررسی می کنند. در این حالت شبکه باید از تکنیکی به نام CSMA/CD استفاده کند. این تکنیک می گوید: " اگر سیستمی قصد ارسال اطلاعات را دارد باید از خالی بودن خط ارتباطی اطمینان حاصل کند. اگر هنگام ارسال اطلاعات به هر دلیلی تصادمی رخ داد، آن سیستم باید سیگنالی را به تمامی دستگاه های متصل ارسال کند مبنی بر اینکه تصادمی رخ داده است. پس از اینکه تمام دستگاه ها از رخ دادن تصادم اطلاع حاصل کردند، آن سیستم که در حال ارسال اطلاعات بود، می بایست مدت زمانی رندم و تصادفی را منتظر بماند، سپس به ارسال اطلاعات اقدام کند." سیستم هایی که از خط ارتباطی مشترک استفاده می کنند، در واقع پهنای باند موجود بر روی خط را نیز بین خود به اشتراک می گذارند. در واقع هر چه تعداد ایستگاه ها بیشتر باشد، میزان افزایش تصادم و ترافیک بیشتر خواهد شد.

مزایا و معایب شبکه خطی

مزایا

• امکان پیاده سازی و توسعه آسان
• امکان نصب آسان
• مناسب برای شبکه های موقتی و کوچکی که نیازی به سرعت بالا ندارند.
• هزینه پایینتر نسبت به دیگر توپولوژی ها (البته در سال های اخیر با ظهور سخت افزارهایی نظیر سوئیچ، این نوع توپولوژی اهمیت کمتری پیدا کرده است.)
• مقرون به صرفه؛ تنها نیاز به یک کابل دارد.
• قابلیت کشف سریع نقص در کابل ها.

معایب

• محدودیت در طول کابل و تعداد ایستگاه ها
• اگر مشکلی در یکی از کابل ها بوجود بیاید، کل شبکه مختل خواهد شد.
• هزینه های نگهداری در طولانی مدت به تدریج بالا خواهد رفت.
• با افزوده شدن ایستگاه های جدید به شبکه و بالارفتن ترافیک، کارایی نزول خواهد کرد.
• سیگنال های موجود بر روی خط باید به صورت صحیحی خاتمه یابند. (شبکه باید بسته باشد)
• این نوع شبکه با تعداد نودهای کم خوب کار می کند
• نرخ تبادل اطلاعات در این شبکه نسبت به توپولوژی های دیگر پایینتر است.
• در یک پالس کلاک، تنها یک بسته می تواند بر روی خط ارتباطی باقی بماند.

منبع

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Bus network»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد (بازیابی در ۱۶ ژوئیه ۲۰۱۱).

جستارهای وابسته

• شبکه حلقه‌ای (Ring)
• شبکه ستاره (Star)
• شبکه توری (Mesh)
• شبکه درختی (Tree)