La topología de red se define como una familia de
comunicación usada por los computadores que conforman una red para intercambiar
datos. En otras palabras, la forma en que está diseñada la red, sea en el plano
físico o lógico. 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.
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 topologia 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.
TIPOS DE TOPOLOGIAS
- RED DE PUNTO A PUNTO
Las redes punto a punto son aquellas que responden a un tipo
de arquitectura de red en las que cada canal de datos se
usa para comunicar únicamente dos nodos, en clara oposición a las redes
multipunto, en las cuales cada canal de datos se puede usar para comunicarse
con diversos nodos. En una red punto a punto, los dispositivos en red actúan
como socios iguales, o pares entre sí. Como pares, cada dispositivo puede tomar
el rol de esclavo o la función de maestro. En un momento, el dispositivo A, por
ejemplo, puede hacer una petición de un mensaje / dato del dispositivo B, y
este es el que le responde enviando el mensaje / dato al dispositivo A. El
dispositivo A funciona como esclavo, mientras que B funciona como maestro. Un momento
después los dispositivos A y B pueden revertir los roles: B, como esclavo, hace
una solicitud a A, y A, como maestro, responde a la solicitud de B. A y B
permanecen en una relación recíproca o par entre ellos.
- Las redes punto a punto son relativamente fáciles de instalar y operar. A medida que las redes crecen, las relaciones punto a punto se vuelven más difíciles de coordinar y operar. Su eficiencia decrece rápidamente a medida que la cantidad de dispositivos en la red aumenta.
- Los enlaces que interconectan los nodos de una red punto a punto se pueden clasificar en tres tipos según el sentido de las comunicaciones que transportan:
- Simplex.- La transacción sólo se efectúa en un solo sentido.
- Half-dúpIex.- La transacción se realiza en ambos sentidos,pero de forma alternativa, es decir solo uno puede transmitir en un momento dado, no pudiendo transmitir los dos al mismo tiempo.
- FuIl-Dúplex.- La transacción se puede llevar a cabo en ambos sentidos simultáneamente. Cuando la velocidad de los enlaces Semi-dúplex y Dúplex es la misma en ambos sentidos, se dice que es un enlace simétrico, en caso contrario se dice que es un enlace asimétrico.
CARACTERÍSTICAS
- Se utiliza en redes de largo alcance WAN
- Los algoritmos de encaminamiento suelen ser complejos, y el control de errores se realiza en los nodos intermedios además de los extremos.
- Las estaciones reciben sólo los mensajes que les entregan los nodos de la red. Estos previamente identifican a la estación receptora a partir de la dirección de destino del mensaje.
- La conexión entre los nodos se puede realizar con uno o varios sistemas de transmisión de diferente velocidad, trabajando en paralelo.
- Los retardos se deben al tránsito de los mensajes a través de los nodos intermedios.
- La conexión extremo a extremo se realiza a través de los nodos intermedios, por lo que depende de su fiabilidad.
- La seguridad es inherente a la propia estructura en malla de la red en la que cada nodo se conecta a dos o más nodos.
- Los costes del cableado dependen del número de enlaces entre las estaciones. Cada nodo tiene por lo menos dos interfaces.
- RED EN BUS
Una red en bus es aquella topología que
se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus,
troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta
forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre
sí.
Ventajas
- Facilidad de implementación y crecimiento
Desventajas
- Si el cable central falla toda la red se desconecta
- RED EN ESTRELLA
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 éstas sería el enrutador, el conmutador o el
concentrador, por el que pasan todos los paquetes de usuarios.
Ventajas
- 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 en bus o anillo.
- El cable viaja por separado del concentrador a cada computadora.
- RED EN 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.
- Si un dispositivo u ordenador falla, la dirección de la información puede cambiar de sentido para que llegue a los demás dispositivos (en casos especiales).
- Redes
- FDDI
Desventajas
- Longitudes de canales (si una estación desea enviar a otra, los datos tendrán que pasar por todas las estaciones intermedias antes de alcanzar la estación de destino).
- El canal usualmente se degradará a medida que la red crece.
- Difícil de diagnosticar y reparar los problemas.
- SI se encuentra enviando un archivo podrá ser visto por las estaciones intermedias antes de alcanzar la estación de destino.
- RED EN 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.
Ventajas
- 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
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
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.
Ventajas
- Cableado punto a punto para segmentos individuales.
- Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.
- Facilidad de resolución de problemas
Desventajas
- 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.
- TOPOLOGIA HIBRIDA
Topología híbrida, las redes pueden utilizar diversas
tipologías para conectarse, como por ejemplo en estrella.
La topología híbrida es una de las más frecuentes y se
deriva de la unión de varios tipos de topologías de red, de aquí el nombre de
híbridas. Ejemplos de topologías híbridas serían: en árbol, estrella-estrella,
bus-estrella, etc.
Su implementación se debe a la complejidad de la solución de
red, o bien al aumento en el número de dispositivos, lo que hace necesario
establecer una topología de este tipo. Las topologías híbridas tienen un costo
muy elevado debido a su administración y mantenimiento, ya que cuentan con segmentos
de diferentes tipos, lo que obliga a invertir en equipo adicional para lograr
la conectividad deseada.
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