Topologías de redes

Topología de red
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La topología de red se define como la cadena de comunicación usada por los nodos que
conforman una red para comunicarse.
El término topología se refiere a la forma en que está diseñada la red, bien
físicamente (rigiéndose de algunas características en su hardware) o bien
lógicamente (basándose en las características internas de su software).
La topología de red es la representación geométrica de la relación entre todos
los enlaces y los dispositivos que los enlazan entre sí (habitualmente
denominados nodos).
Para el día de hoy, existen al menos cinco posibles topologías de red básicas:
malla, estrella, árbol, bus y anillo.
Topología en Malla
En una topología en malla, cada dispositivo tiene un enlace punto a punto y
dedicado con cualquier otro dispositivo. El término dedicado significa que el
enlace conduce el tráfico únicaniente entre los dos dispositivos que conecta.
Por tanto, una red en malla completamente conectada necesita n(n-1)/2
canales fisicos para enlazar n dispositivos. Para acomodar tantos enlaces,
cada dispositivo de la red debe tener sus puertos de entrada/salida (E/S).
Una malla ofrece varias ventajas sobre otras topologías de red. En primer
lugar, el uso de los enlaces dedicados garantiza que cada conexión sólo debe
transportar la carga de datos propia de los dispositivos conectados, eliminando
el problema que surge cuando los enlaces son compartidos por varios
dispositivos. En segundo lugar, una topología en malla es robusta. Si un
enlace falla, no inhabilita todo el sistema.
Otra ventaja es la privacidad o la seguridad. Cuando un mensaje viaja a
través de una línea dedicada, solamente lo ve el receptor adecuado. Las
fronteras fisicas evitan que otros usuarios puedan tener acceso a los mensajes.
TOPOLOGÍA DE RED MALLA
La topología de red es la representación
geométrica de la relación entre todos
los enlaces y los dispositivos que los
enlazan
entre
sí
(habitualmente
denominados nodos).
La topología en malla 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 diferentes
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.
Las redes de malla se diferencian de otras redes en que los elementos de la
red están conectados todos con todos, mediante cables separados. Esta
configuración ofrece caminos redundantes por toda la red de modo que, si falla
un cable, otro se hará cargo del tráfico.
Esta topología, a diferencia de otras, 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).
VENTAJAS
 Si un enlace falla, no inhabilita todo el sistema.
 Cuando un mensaje viaja a través de una línea dedicada, solamente lo
ve el receptor adecuado.
 Poco mantenimiento.
 Si la red está completamente conectada, no puede existir absolutamente
ninguna interrupción en las comunicaciones.
DESVENTAJAS
 Es cara de instalar, ya que ocupa mucho cableado.
 Solo se puede instalar en un reducido número de computadoras.
 Puede ocupar mucho más espacio del deseado.
Topología en Estrella
En la topología en estrella cada dispositivo solamente tiene un enlace punto a
punto dedicado con el controlador central, habitualmente llamado concentrador.
Los dispositivos no están directamente enlazados entre sí.
A diferencia de la topología en malla, la topología en estrella no permite el
tráfico directo de dispositivos. El controlador actúa como un intercambiador: si
un dispositivo quiere enviar datos a otro, envía los datos al controlador, que los
retransmite al dispositivo final.
Una topología en estrella es más barata que una topología en malla. En una
red de estrella, cada dispositivo necesita solamente un enlace y un puerto de
entrada/salida para conectarse a cualquier número de dispositivos.
Este factor hace que también sea más fácil de instalar y reconfigurar.
Además, es necesario instalar menos cables, y la conexión, desconexión y
traslado de dispositivos afecta solamente a una conexión: la que existe entre el
dispositivo y el concentrador.
TOPOLOGIA DE RED 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.
Ventajas




Si un PC se desconecta o se rompe el cable solo queda fuera de la red
ese PC.
Fácil de agregar, reconfigurar arquitectura PC.
Fácil de prevenir daños o conflictos.
Centralización de la red
Desventajas



Si el nodo 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.
Fuente:
http://es.wikipedia.org/wiki/Red_en_estrella
Aquí se muestra una imagen de RED EN TOPOLOGIA DE ESTRELLA:
Topología en Árbol
La topología en árbol es una variante de la de estrella. Como en la estrella,
los nodos del árbol están conectados a un concentrador central que controla
el tráfico de la red. Sin embargo, no todos los dispositivos se conectan
directamente al concentrador central. La mayoría de los dispositivos se
conectan a un concentrador secundario que, a su vez, se conecta al
concentrador central.
El controlador central del árbol es un concentrador activo. Un concentrador
activo contiene un repetidor, es decir, un dispositivo hardware que regenera los
patrones de bits recibidos antes de retransmitidos.
Retransmitir las señales de esta forma amplifica su potencia e incrementa la
distancia a la que puede viajar la señal. Los concentradores secundarios
pueden ser activos o pasivos. Un concentrador pasivo proporciona solamente
una conexión fisica entre los dispositivos conectados.
Red en árbol
Topología de red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una
visión topológica, la conexión en árbol 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 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.
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.
Topología en Bus
Una topología de bus es multipunto. Un cable largo actúa como una red
troncal que conecta todos los dispositivos en la red.
Los nodos se conectan al bus mediante cables de conexión (latiguillos) y
sondas. Un cable de conexión es una conexión que va desde el dispositivo al
cable principal. Una sonda es un conector que, o bien se conecta al cable
principal, o se pincha en el cable para crear un contacto con el núcleo metálico.
Entre las ventajas de la topología de bus se incluye la sencillez de instalación.
El cable troncal puede tenderse por el camino más eficiente y, después, los
nodos se pueden conectar al mismo mediante líneas de conexión de longitud
variable. De esta forma se puede conseguir que un bus use menos cable que
una malla, una estrella o una topología en árbol.
TOPOLOGIAS DE RED BUS
Red cuya topología 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.
Construcción
Los extremos del cable se terminan con una resistencia de acople denominada
terminador, que además de indicar que no existen más ordenadores en el
extremo, permiten cerrar el bus por medio de un acople de impedancias.
Es la tercera de las topologías principales. Las estaciones están conectadas
por un único segmento de cable. A diferencia de una red en anillo, el bus es
pasivo, no se produce generación de señales en cada nodo o router.
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.
http://es.wikipedia.org/wiki/Red_en_bus
TOPOLOGIA DE RED BUS.
El término topología se refiere a la forma en que está diseñada la red,
bien físicamente (rigiéndose de algunas características en su hardware) o
bien lógicamente (basándose en las características internas de su software).
La topología de bus consta de un cable con un terminador en cada extremo al
que se conectan todos los elementos de una red Todas las computadoras
unidas a esta conexión única reciben todas las señales transmitidas por
cualquier computadora conectada. En una red en bus, cada nodo supervisa la
actividad de la línea. Los mensajes son detectados por todos los nodos,
aunque aceptados sólo por el nodo o los nodos hacia los que van dirigidos.
Como una red en bus se basa en una "autopista" de datos común, un nodo
averiado sencillamente deja de comunicarse; esto no interrumpe la operación.
Los extremos del cable se terminan con una resistencia de acople
denominada terminador, que además de indicar que no existen más
ordenadores en el extremo, permiten cerrar el bus por medio de un acople
de impedancias.
Es la tercera de las topologías principales. Las estaciones están conectadas
por un único segmento de cable. A diferencia de una red en anillo, el bus es
pasivo, no se produce generación de señales en cada nodo o router.
Ventajas de la red BUS:

Es Más fácil conectar nuevos nodos a la red

Requiere menos cable que una topología estrella.

Fácil de instalar y mantener.

No existen elementos centrales de los que dependa toda la red, cuyo
fallo dejaría inoperativas a todas las estaciones.

Facilidad de implementación y crecimiento.

Simplicidad en la arquitectura.

Facilita una red amplia.
Desventajas de la red BUS:

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.
Fuente de información:
http://html.rincondelvago.com/topologia-de-redes.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Red_en_bus
Topología en Anillo
En una topología en anillo cada dispositivo tiene una línea de conexión
dedicada y punto a punto solamente con los dos dispositivos que están a sus
lados. La señal pasa a lo largo del anillo en una dirección, o de dispositivo a
dispositivo, hasta que alcanza su destino. Cada dispositivo del anillo incorpora
un repetidor.
Un anillo es relativamente fácil de instalar y reconfigurar. Cada dispositivo está
enlazado solamente a sus vecinos inmediatos (bien fisicos o lógicos). Para
añadir o quitar dispositivos, solamente hay que mover dos conexiones.
Las únicas restricciones están relacionadas con aspectos del medio fisico y el
tráfico (máxima longitud del anillo y número de dispositivos). Además, los fallos
se pueden aislar de forma sencilla. Generalmente, en un anillo hay una señal
en circulación continuamente.
TOPOLOGIA ANILLO
Esta topología conecta a las computadoras con un solo cable en forma de
circulo. Con diferencia de la topología bus, las puntas no están conectadas con
un terminados. Todas las señales pasan en una dirección y pasan por todas las
computadoras de la red. Las computadoras en esta topología funcionan como
repeaters, porque lo que hacen es mejorar la señal. Retransmitiéndola a la
próxima computadora evitando que llegue débil dicha señal. La falla de una
computadora puede tener un impacto profundo sobre el funcionamiento de la
red.
La principal ventaja de la red de anillo es que se trata de una arquitectura muy
sólida, que pocas veces entra en conflictos con usuarios.
Doble anillo (Token ring): Un método de transmisión de datos alrededor del
anillo se denomina token passing. Esta técnica consiste en que la computadora
emisora transmita un dato que la computadora receptora la reciba y que esta
mande una señal de respuesta informando que recibió el dato correctamente.
Todo esto se hace a la velocidad de la luz. Las redes Token Ring no tienen
colisiones. Si el anillo acepta el envío anticipado del token, se puede emitir un
nuevo token cuando se haya completado la transmisión de la trama. Las redes
Token Ring usan un sistema de prioridad sofisticado que permite que
determinadas estaciones de alta prioridad designadas por el usuario usen la
red con mayor frecuencia. Las tramas Token Ring tienen dos campos que
controlan la prioridad: el campo de prioridad y el campo de reserva.
Ventajas
· El sistema provee un acceso equitativo para todas las computadoras
· El rendimiento no decae cuando muchos usuarios utilizan la red.
Desventajas
· La falla de una computadora altera el funcionamiento de toda la red.
Topología de red celular
La topología celular está compuesta por áreas circulares o hexagonales,
cada una de las cuales tiene un nodo individual en el centro.
La topología celular es un área geográfica dividida en regiones (celdas)
para los fines de la tecnología inalámbrica. En esta tecnología no existen
enlaces físicos; sólo hay ondas electromagnéticas.
Ventajas:
•La ventaja obvia de la topología celular (inalámbrica) es que no existe
ningún medio tangible aparte de la atmosfera terrestre o el vacío del
espacio exterior (y los satélites)
Desventajas:
•Se trata de una tecnología cara pues requiere la utilización de sistemas
emisores y receptores de datos y des uso de antenas para propagar las
señales.
•Las señales se encuentran presentes en cualquier lugar de la celda y de
ese modo, puede sufrir distorsiones debidas a interferencias de las
señales de las otras celdas
•También están los problemas de seguridad, ya que el acceso a la red no
requiere de conexión física.
http://www.mitecnologico.com/Main/Topolog%EDasDeRedes
http://es.scribd.com/doc/56594417/46/Topologia-de-red-celular
Red Hibrida
Concepto
Es una topología que utiliza diferentes tipos de estructuras de red. Puede incorporar
estructuras tales como la tipo anillo, estrella, bus, etc. dentro de una red extensa.
Ventajas
Redes de Largo Alcance
Las WANs son los ejemplos más comunes de redes hibridas. Las WANs incorporan
varias clases diferentes de estructuras de redes que pueden estar ubicadas a lo largo de
un país o incluso alrededor del mundo.
Acceso Remoto
Una de las características más comunes de una red tipo hibrida es la capacidad de
permitir a sus usuarios acceder información en la red mientras están en casa o viajando.
Las personas pueden utilizar computadoras con módems para conectarse a la red y
luego acceder la información y los recursos como si estuvieran conectados directamente
a la misma.
Desventajas
Administración
Una red tipo hibrida utiliza diversas tecnologías y por lo tanto puede ser difícil de
manejar y administrar. Una compañía utiliza una red tipo hibrida generalmente tiene su
propio departamento de soporte, el cual es responsable de administrar y brindar
mantenimiento.
Costo
Las redes tipo hibrida son por lo general costosas ya que son grandes y complicadas.
Algunas de estas pueden necesitar más características de protección que otras, dado que
cubren distancias significativas. Una red de respaldo también puede ser requerida por
una red hibrida, lo cual puede aumentar su costo.
Aprende Redes Visualmente, Pag. 38-39