Topologia de redes
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.
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.
Tipos de Topologias
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 de la topología anillo:
● Fácil de instalar y reconfigurar.
● Para añadir o quitar dispositivos , solamente hay que mover dos conexiones.
● Arquitectura muy compacta, y muy pocas veces o casi nunca tiene conflictos con los otros usuarios.
● La conexión provee una organización de igual a igual para todas las computadoras.
● El rendimiento no se declina cuando hay muchos usuarios conectados a la red.
Desventajas de la topología anillo:
● Restricciones en cuanto a la longitud del anillo y también en cuanto a la cantidad de dispositivos conectados a la red.
● Todas las señales van en una sola dirección y para llegar a una computadora debe pasar por todas las del medio.
● Cuando una computadora falla, altera a toda la red.
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.
- Simplicidad en la arquitectura.
Desventajas
- Hay un límite de equipos dependiendo de la calidad de la señal.
- Puede producirse degradación de la señal.
- Complejidad de reconfiguración y aislamiento de fallos.
- Limitación de las longitudes físicas del canal.
- Un problema en el canal usualmente degrada toda la red.
- El desempeño se disminuye a medida que la red crece.
- El canal requiere ser correctamente cerrado (caminos cerrados).
- Altas pérdidas en la transmisión debido a colisiones entre mensajes.
- Es una red que ocupa mucho espacio.
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 de Arbol
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La red en árbol es una topología de red en la que los nodos 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 nodo 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 topología 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 topología 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
Red 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.
En muchas ocasiones, la topología en malla se utiliza junto con otras topologías para formar una topología híbrida.
Una red de malla extiende con eficacia una red, compartiendo el acceso a una infraestructura de mayor porte.
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.
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