Antes de empezar con las topologías de red, es necesario retroalimentar el concepto básico; La red: Una red es un conjunto de equipos informáticos interconectados entre sí. En toda red, hay una parte física y otra parte lógica. La parte física, está compuesta por todos los elementos materiales (hardware), y los medios de transmisión.
La parte lógica (software), son los programas que gobiernan o controlan esa transmisión y la información o datos que es transmitida.
Se denomina topología de red a la forma en que se organizan los componentes de una red (cables, tarjetas de red, otros equipos, etc.). Por lo tanto, es la forma, la apariencia de la red.Topologías de una red es igual a la forma física que tienen los equipos y el cableado de la red.
Dependiendo de la disposición física, es decir la configuración espacial del equipo de red, se distingue
Aqui presentamos las diferentes topologías de Red:
La topología de bus es una configuración para una LAN o red de área local en la que todas las computadoras y dispositivos de la red se encuentran conectados a un solo cable. Este cable al que se conectan todos los nodos se denomina red troncal.
La topología de bus no requiere mucho cableado y es relativamente fácil de instalar, en comparación con otras alternativas. Por ejemplo, esta topología se utiliza en las redes Ethernet.
Una manera de considerar a una topología de bus es que la línea a la cual se conectan todos los nodos o dispositivos de la red es como un pasillo por donde viaja una señal para encontrar el nodo al que se va a entregar.
El cable en la topología de bus tiene dos terminadores que amortiguan la señal para que no siga moviéndose de un extremo de la red al otro.
Una topología de bus se basa en un tramo de cable principal donde en cada extremo hay un terminador. Todos los dispositivos, como computadoras portátiles, impresoras, servidores, estaciones de trabajo, etc., están conectados al cable principal.
Por tanto, el cable principal actúa como la columna vertebral de toda la red. Los datos enviados por una computadora se transmiten a lo largo de todo el cable troncal en ambas direcciones desde la computadora emisora.
Cuando los datos llegan a un nodo, este verifica la dirección de destino (dirección MAC/IP) para ver si coincide con su dirección. Si no coincide la dirección, el nodo no hace nada más. Sin embargo, si la dirección del nodo coincide con la dirección contenida en los datos, procesa la información.
Dependiendo del tipo de tarjeta de red que se utiliza en cada computadora, para conectarlas se utiliza un cable coaxial o un cable de red RJ-45. Se le conoce de manera alterna como topología de línea.
Si la señal alcanza el final de la longitud del cable, se recupera y regresa por la dirección de donde provino. Esto se conoce como rebote de la señal.
Es la topología de red más sencilla para conectar periféricos o computadoras. Si el dispositivo tiene el mecanismo de conexión apropiado, entonces puede agregarse fácilmente a la red.
El nuevo dispositivo se conecta y se convierte de inmediato en parte de la red. Quienes necesitan una red temporal que se pueda configurar rápidamente, no hay una mejor opción disponible.
Si varios usuarios necesitan acceso a una impresora, agregarla a la red satisface de inmediato esa necesidad.
En comparación con otras topologías de redes, la topología de bus es la más barata de implementar. Esto se debe a que necesita una longitud de cable menor.
Aunque en ambos extremos de la red se requieren terminadores para garantizar su correcto funcionamiento, cuando se requiere una red pequeña sigue siendo asequible y fácil de instalar.
Esta topología permite que los datos fluyan libremente por toda la red. Aunque esto limita conexiones externas, crea una red local que puede funcionar eficazmente con cada computadora que se haya conectado.
Esta red tiene un tamaño limitado. Solo puede agregarse a la red una cantidad máxima de dispositivos y computadoras.
Esta limitación en su longitud aumenta el riesgo de colisiones, porque el espacio para la comunicación es muy importante.
Por otro lado, con un cable troncal más largo pueden ocurrir otros problemas, como la pérdida de señal de datos.
Además, se deben considerar los problemas que hay en la calidad de los datos. Cuando las señales de datos chocan entre sí, el resultado es la pérdida de datos, impactando directamente la calidad de la comunicación.
Debido a que cada computadora y periférico se conecta a través del cable troncal, agregar dispositivos ralentizará toda la red por utilizar solo un cable.
Esto pone en riesgo a toda la red si le sucede algo a ese cable. Si se daña por algún motivo, puede provocar que falle toda la red o que se divida en dos redes.
Una red en estrella es una red de computadoras donde las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se hacen necesariamente a través de ese punto (conmutador, repetidor o concentrador). 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 (LAN). La mayoría de las redes de área local que tienen un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta topología. El punto o nodo central en estas sería el switch o el hub, por el que pasan todos los paquetes de usuarios.
Es la topología utilizada por la plataforma de Google.
Ventajas
Posee un sistema que permite agregar nuevos equipos fácilmente.
Reconfiguración rápida.
Fácil de prevenir daños y/o conflictos, ya que no afecta a los demás equipos si ocurre algún fallo.
Centralización de la red.
Fácil de encontrar fallos
Desventajas
Si el hub(repetidor) o switch central falla, toda la red deja de transmitir.
Es costosa, ya que requiere más cables que las topologías en buso anillo.
El cable viaja por separado del concentrador a cada computadora.
La topología de anillo es una configuración de red donde las conexiones de los dispositivos crean una ruta circular de los datos. Cada dispositivo en la red está conectado cabalmente a otros dos, el de adelante y el de atrás, formando así una ruta continua única para transmitir la señal, como los puntos en un círculo. Esta topología también se puede llamar topología activa, porque los mensajes van pasando por cada dispositivo en el anillo. También es conocida como red de anillo. Se refiere a un tipo específico de configuración de red en la que los dispositivos están conectados y se pasan información entre ellos de acuerdo a su proximidad inmediata en una estructura de anillo.
Una red de anillo es similar a una topología de bus. En la topología de anillo cada computadora está conectada a la siguiente. La última computadora al final está conectada a la primera computadora. Esto significa que no hay primera o última computadora. En esta red, la ruta de la señal está en forma de anillo.
– No se necesita un servidor de red o un concentrador central para controlar la conectividad de la red entre cada estación de trabajo.
– En este tipo de red son relativamente fáciles su instalación y también la resolución de problemas.
– Los datos pueden ser transferidos a altas velocidades entre las estaciones de trabajo.
– Existe una igualdad de acceso a los recursos.
– Un solo corte en el cable puede causar perturbaciones en toda la red.
– La adición o eliminación de cualquier nodo en la red es difícil y puede causar problemas en la actividad de la red.
– Todos los datos que se transfieren a lo largo de la red deben pasar a través de cada estación de trabajo en la red, lo que puede hacer que sea más lenta que una topología en estrella.
La topología de anillo doble es igual a la topología de anillo, con la diferencia de que hay un segundo anillo redundante que conecta los mismos dispositivos.
En otras palabras, para incrementar la fiabilidad y flexibilidad de la red, cada dispositivo de red forma parte de dos topologías de anillo independiente.
La topología de anillo doble actúa como si fueran dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez.
En lugar de un anillo, hay dos para aumentar la fiabilidad de la red.
Uno de los anillos se utiliza para la transmisión y el otro actúa como anillo de seguridad o reserva. Si aparece un problema, como un fallo en el anillo o una ruptura del cable, se re-configura el anillo y continúa la transmisión.
¿Cuales son sus ventajas?
● Redundancia, porque si falla el primer anillo queda el segundo.
● Otra ventaja podemos mencionar que incrementa la confiabilidad y la flexibilidad de la red.
● Alto numero de estaciones de abajo por segmento.
●Puede estar previamente cableado en un lugar o en cualquier parte.
¿Cuales son sus desventajas?
● Una desventaja muy común que tiene la topología de doble anillo es el costo ya que se duplica la infraestructura necesaria.
● Baja inmunidad al ruido.
● Ancho de banda limitado.
● Alto costo de los equipos.
La topología de árbol es la combinación de la topología de bus y la topología en estrella. Esta combinación permite a los usuarios tener varios servidores en la red. Conecta múltiples topologías en estrella a otra red de topología en estrella. Se conoce también como topología de estrella expandida o topología jerárquica.
Ventajas
– La topología de árbol reduce el tráfico de red.
– Es compatible con muchos proveedores de hardware y de software.
– Los dispositivos en las otras jerarquías de la red no se ven perjudicados si se daña alguno de los dispositivos de una de las ramas de la red.
– Se requiere una enorme cantidad de cableado en comparación con la topología de estrella y de bus.
– Es costosa.
– Cada vez que se agregan más nodos, el mantenimiento se hace más difícil. Por tanto, se necesita mucho mantenimiento
Si se rompe el cable troncal de toda la red, ambas partes de la red no se podrán comunicar entre sí, aunque una parte sí podrá continuar comunicándose.
Por otro lado, si el concentrador central de la red falla, toda la red fallará. De la misma manera, si el cable central tiene un problema, toda la red deja de funcionar.
Esta es la razón por la cual los administradores de topologías de árbol a menudo tienen un mandato de “proteger el árbol”, dándole una atención especial o salvaguarda al concentrador y cable central.
La topología de árbol es difícil de configurar. Esto es porque es una topología para redes de gran tamaño. Además, es difícil realizar el cableado de la red. Se necesitan muchos cables y el mantenimiento es difícil de manejar.
La topología de malla es un tipo de red en la que están interconectados los dispositivos y computadoras de la red, permitiendo así poder asignar la mayoría de las transmisiones, incluso cuando esté caída alguna conexión. Es decir, es una configuración de red donde todos los nodos cooperan para distribuir los datos entre sí. Los dispositivos están conectados de tal modo que al menos algunos tengan múltiples rutas a otros nodos. Esta topología es utilizada normalmente por las redes inalámbricas
El funcionamiento de las topologías de malla puede ser enrutando o inundando el tráfico. Cuando se enrutan los datos en la red, se difunden por un itinerario definido con anterioridad, saltando de un dispositivo a otro hasta conseguir su dispositivo objetivo.
Para determinar las rutas y garantizar que se pueden utilizar, la red requiere auto-configurarse y debe estar conectada todo el tiempo. Es decir, tiene que trabajar constantemente encontrando trayectos rotos y generando algoritmos de auto-reparación para poder crear las tablas de rutas.
Como hay muchos datos de direccionamiento físico (MAC) fluyendo en la red para establecer esta ruta, la topología de malla puede resultar menos eficiente que la red en estrella.
En esta topología cada dispositivo recibe y traduce los datos. Esto genera gran redundancia, lo cual sirve para mantener a la red operativa aun cuando suceda algún problema. Si falla algún dispositivo, la malla queda completada porque se pueden utilizar los otros dispositivos en la red.
En las redes de malla cada nodo actúa como enrutador. Por tanto, no requieren enrutadores adicionales. Esto significa que el tamaño de la red se puede cambiar fácil y rápidamente.
Por ejemplo, en una sala de reuniones se podrá agregar fácilmente una gran cantidad de tecnología por un corto período de tiempo. Se podrán mover a la sala impresoras, computadoras portátiles y otros dispositivos y conectarse a la red de forma automática.
Implementar una red de malla desde cero suele ser mucho más complicada y requiere mucho más tiempo que configurar algo tradicional.
Los problemas de lentitud determinarán dónde se deben colocar los dispositivos. Es posible que haya que agregar dispositivos cuyo único propósito sea reenviar datos.
Es posible que haya que agregar equipos en toda la red para poder enrutar los mensajes de forma adecuada y rápida.
Cuando a cada nodo se le da la responsabilidad de actuar como punto final y como ruta, ese aumento de carga de trabajo causa tensión. Cada nodo necesitará extraer más energía de lo normal para funcionar correctamente.
Si el dispositivo es grande y se encuentra conectado directamente al sistema eléctrico probablemente esto no sea un gran problema. Sin embargo, para dispositivos pequeños que operan con baterías se puede convertir en un problema.
La topología mixta es un tipo de topología de red que utiliza dos o más topologías de red diferentes. Esta topología contiene una combinación de la topología de bus, topología de malla, topología de anillo y topología de estrella. Existen muchas maneras de organizar una red, teniendo cada una sus propias ventajas y desventajas, por lo cual unas serán más útiles que otras en determinadas situaciones.
Existe un conjunto de alternativas a evaluar cuando se está escogiendo una topología de red. La topología que se tome, sea o no mixta, debe considerar el tamaño de la instalación y el dinero disponible.
Las topologías mixtas combinan dos o más topologías diferentes para enlazar los puntos de conexión con los otros dispositivos conectados al sistema, como computadoras personales e impresoras. La topología de árbol es un buen ejemplo, integrando los diseños de bus y estrella.
Es una topología escalable que se puede ampliar fácilmente. Es confiable, pero al mismo tiempo es una topología costosa.
Las topologías mixtas existen principalmente en las empresas de alto rango, donde cada departamento tiene su propia topología de red, amoldada a sus usos particulares.
La topología mixta de red tiene muchas ventajas. Estas topologías son flexibles, confiables y tienen mayor tolerancia a fallas.
La principal ventaja de la estructura mixta es el grado de flexibilidad que proporciona, ya que hay pocas limitaciones en la estructura de una red como tal que una configuración mixta no pueda adaptar.
Este tipo de red es capaz de utilizar los aspectos más fuertes de otras redes, tal como la intensidad de la señal.
Cada topología de red tiene sus desventajas particulares. Por tanto, a medida que crezca la complejidad de la red también crecerá el requerimiento de experiencia y conocimientos necesarios por parte de los administradores de la red para que todo funcione de forma excelente.
Por otro lado, la instalación es difícil y el diseño es complejo, por lo que el mantenimiento es elevado y, por tanto, costoso.
Igualmente, al implantar una topología de red mixta se debe considerar el costo monetario, incluyendo el requerimiento de equipos de alta gama.
Mucho cableado
Si bien la cantidad de cableado que se requiere para conectar los puntos de conexión inteligentes de la red es pequeña, también es la parte más importante del sistema.
Debido a esto, se necesita muchas veces una redundancia en el cableado y anillos de respaldo para garantizar los estándares de confiabilidad de la red, porque cualquier deshilache en la conexión del cable podría hacer que colapse toda la red.
Esto puede conducir a una gran cantidad de cableado, que requiere elementos adicionales para el enfriamiento del sistema.
La topología de red juega un aspecto esencial para el funcionamiento y el rendimiento de su red. Elegir la opción de topología de red correcta para su empresa puede generar numerosos beneficios, como:
Mejorar el rendimiento de su red.
Simplificar los procesos de detección de fallas, lo que le permite localizar cualquier error fácilmente.
Mejorar la gestión de los recursos y el inventario.
Reducir los costos de mantenimiento y configuración.
Mejorar la seguridad de su red.
Considerable ahorro de tiempo.
Reducción de costos operativos.