Topologia De Redes

Topología de redes

Topología de red en árbol simple conectando varios computadores personales a través de un conmutador que está conectado a una estación de trabajo Unix, la cual tiene salida a Internet a través de un enrutador.

La topología de red se define como una familia de comunicación usada por los computadores que conforman una red para intercambiar datos. El concepto de red puede definirse como "conjunto de nodos interconectados". Un nodo es el punto en el que una curva se intercepta a sí misma. Lo que un nodo es concretamente, depende del tipo de redes a que nos refiramos.1

Un ejemplo claro de esto es la topología de árbol, la cual es llamada así por su apariencia estética, por la cual puede comenzar con la inserción del servicio de internet desde el proveedor, pasando por el router, luego por un switch y este deriva a otro switch u otro router o sencillamente a los hosts (estaciones de trabajo), el resultado de esto es una red con apariencia de árbol porque desde el primer router que se tiene se ramifica la distribución de internet dando lugar a la creación de nuevas redes o subredes tanto internas como externas. Además de la topología estética, se puede dar una topología lógica a la red y eso dependerá de lo que se necesite en el momento.

En algunos casos se puede usar la palabra arquitectura en un sentido relajado para hablar a la vez de la disposición física del cableado y de cómo el protocolo considera dicho cableado. Así, en un anillo con una MAU podemos decir que tenemos una topología en anillo, o de que se trata de un anillo con topología en estrella.

La topología de red la determina únicamente la configuración de las conexiones entre nodos. La distancia entre los nodos, las interconexiones físicas, las tasas de transmisión y los tipos de señales no pertenecen a la topología de la red, aunque pueden verse afectados por la misma.

TOPOLOGIA EN BUS

En la topología linear bus todas las computadoras están conectadas en la misma línea. El cable procede de una computadora a la siguiente y así sucesivamente. Tiene un principio y un final, la red linear Bus requiere un terminal en cada final, así recibe la señal y no retorna por eso uno de los finales de una red tipo linear Bus debe terer un "ground".

Una red linear Bus usualmente usa cable coaxial grueso o fino, el Ethernet 10 Base 2 y el 10 Base5.

Comunicación en la Topología Linear Bus

En una red tipo linear Bus, cuando una computadora envía un mensaje, el mensaje va a cada computadora. Cada tarjeta de red (NIC-Network Interface Card) examina cada dirección del mensaje para determinar a qué computadora está dirigido el mismo.

Ventajas de la Topología Linear Bus

Esta topología es bien simple y fácil de arreglar.

Es relativamente más económica ya que requiere menos cableado a diferencia de las otras topologías.

La topología linear bus es especialmente cómoda para una red pequeña y temporera.

Desventajas de la Topología Linear Bus

La red linear Bus es conocida como una topología pasiva porque las computadoras no regeneran la señal.

Esto hace la red vulnerable a la atenuación, ya que pierde señal a través de la distancia del cable. Aunque se pueden utilizar repetidores para arreglar ese problema.

Otras desventajas son que si se rompe el cable o uno de los usuarios decide desconectar su computadora de la red se rompe la línea.

Esto quiere decir que no tan solo las computadoras del lado opuesto pierden comunicación, sino que entonces habría dos finales en el cable que no estarían terminados.

Red en estrella

Red en topología de estrella.

Una red en estrella es una red en la cual las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de este. Los dispositivos no están directamente conectados entre sí, además de que no se permite tanto tráfico de información. Dada su transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco.

Se utiliza sobre todo para redes locales. La mayoría de las redes de área local que tienen un enrutador (router), un conmutador (switch) o un concentrador(hub) siguen esta topología. El nodo central en estas sería el enrutador, el conmutador o el concentrador, por el que pasan todos los paquetes de usuarios.

Ventajas

• Si una computadora se desconecta o se rompe el cable solo queda fuera de la red aquel equipo.

• Posee un sistema que permite agregar nuevos equipos fácilmente.

• Reconfiguración Rápida.

• Fácil de prevenir daños y/o conflictos.

• Centralización de la red.

Desventajas

• Si el Hub (repetidor) o switch central falla, toda la red deja de transmitir.

• Es costosa, ya que requiere más cable que las topologías bus o anillo.

• El cable viaja por separado del concentrador a cada computadora.

Red en anillo

Red con topología de anillo

Una red en anillo es una topología de red en la que cada estación tiene una única conexión de entrada y otra de salida. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de traductor, pasando la señal a la siguiente estación.

En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo, que se puede conceptualizar como un cartero que pasa recogiendo y entregando paquetes de información, de esta manera se evitan eventuales pérdidas de información debidas a colisiones.

En un anillo doble (Token Ring), dos anillos permiten que los datos se envíen en ambas direcciones (Token passing). Esta configuración crea redundancia (tolerancia a fallos). Evita las colisiones.

Ventajas

• El sistema provee un acceso equitativo para todas las computadoras.

• El rendimiento no decae cuando muchos usuarios utilizan la red.

• Arquitectura muy sólida.

Desventajas

• Longitudes de canales

• El canal usualmente se degradará a medida que la red crece.

• Difícil de diagnosticar y reparar los problemas.

• Si una estación o el canal falla, las restantes quedan incomunicadas (circuito unidireccional).

Red en malla

Red con topología de malla.

La topología de red mallada es una topología de red en la que cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por distintos caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.

Funcionamiento

Esta topología, a diferencia de otras (como la topología en árbol y la topología en estrella), no requiere de un servidor o nodo central, con lo que se reduce el mantenimiento (un error en un nodo, sea importante o no, no implica la caída de toda la red).Las redes de malla son auto ruteables. La red puede funcionar, incluso cuando un nodo desaparece o la conexión falla, ya que el resto de los nodos evitan el paso por ese punto. En consecuencia, la red malla, se transforma en una red muy confiable. Es una opción aplicable a las redes sin hilos (wireless), a las redes cableadas (wired) y a la interacción del software de los nodos. Una red con topología en malla ofrece una redundancia y fiabilidad superiores. Aunque la facilidad de solución de problemas y el aumento de la confiabilidad son ventajas muy interesantes, estas redes resultan caras de instalar, ya que utilizan mucho cableado. Por ello cobran mayor importancia en el uso de redes inalámbricas (por la no necesidad de cableado) a pesar de los inconvenientes propios de las redes sin hilos.

Ventajas de la red en malla

• Es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos.

• No puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones.

• Cada servidor tiene sus propias comunicaciones con todos los demás servidores.

• Si falla un cable el otro se hará cargo del tráfico.

• No requiere un nodo o servidor central lo que reduce el mantenimiento.

• Si un nodo desaparece o falla no afecta en absoluto a los demás nodos.

• Si desaparece no afecta tanto a los nodos de redes.

Desventajas de las redes en malla

El costo de la red puede aumentar en los casos en los que se implemente de forma alámbrica, la topología de red y las características de la misma implican el uso de más recursos.

En el caso de implementar una red en malla para atención de emergencias en ciudades con densidad poblacional de más de 5000 habitantes por kilómetro cuadrado, la disponibilidad del ancho de banda puede verse afectada por la cantidad de usuarios que hacen uso de la red simultáneamente; para entregar un ancho de banda que garantice la tasa de datos en demanda y, que en particular, garantice las comunicaciones entre organismos de rescate, es necesario instalar más puntos de acceso, por tanto, se incrementan los costos de implementación y puesta en marcha.

Red en árbol

Red en topología de árbol

La red en árbol es una topología de red en la que los todos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un modo central. En cambio, tiene un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. Es una variación de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones.

La topología en árbol puede verse como una combinación de varias topologías en estrella. Tanto la de árbol como la de estrella son similares a la de bus cuando el nodo de interconexión trabaja en modo difusión, pues la información se propaga hacia todas las estaciones, solo que en esta topología las ramificaciones se extienden a partir de un punto raíz (estrella), a tantas ramificaciones como sean posibles, según las características del árbol.

Los problemas asociados a las topologías anteriores radican en que los datos son recibidos por todas las estaciones sin importar para quien vayan dirigidos. Es entonces necesario dotar a la red de un mecanismo que permita identificar al destinatario de los mensajes, para que estos puedan recogerlos a su arribo. Además, debido a la presencia de un medio de transmisión compartido entre muchas estaciones, pueden producirse interferencia entre las señales cuando dos o más estaciones transmiten al mismo tiempo.

Desventajas de Topología de Árbol

• Se requiere mucho cable.

• La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado.

• Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo con él.

• Es más difícil su configuración.

Ventajas de Topología de Árbol

• Cableado punto a punto para segmentos individuales.

• Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.

• Facilidad de resolución de problemas

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