Mejores prácticas para redes de datos/Topologías de Red

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Topologías de Red[editar]

Una topología de red es la estructura de equipos, cables y demás componentes en una red. Es un mapa de la red física. El tipo de topología utilizada afecta al tipo y capacidades del hardware de red, su administración y las posibilidades de expansión futura.

La topología es tanto física como lógica:

1.- La topologíafísica describe cómo están conectados los componentes físicos de una red.

2.- La topologíalógica describe el modo en que los datos de la red fluyen a través de componentes físicos.


Existen cinco topologías básicas:

1.- Bus. Los equipos están conectados a un cable común compartido.

2.- Estrella. Los equipos están conectados a segmentos de cable que se extienden desde una ubicación central, o concentrador.

3.- Anillo. Los equipos están conectados a un cable que forma un bucle alrededor de una ubicación central.

4.- Malla. Los equipos de la red están conectados entre sí mediante un cable.

5.- Híbrida. Dos o más topologías utilizadas juntas.


Topología de bus[editar]

En una topología de bus, todos los equipos de una red están unidos a un cable continuo, o segmento, que los conecta en línea recta. En esta topología en línea recta, el paquete se transmite a todos los adaptadores de red en ese segmento.

Importante:

Los dos extremos del cable deben tener terminadores.

Todos los adaptadores de red reciben el paquete de datos.

Figura 9: Topología de bus [1]


Debido a la forma de transmisión de las señales eléctricas a través de este cable, sus extremos deben estar terminados por dispositivos de hardware denominados terminadores, que actúan como límites de la señal y definen el segmento.

Si se produce una rotura en cualquier parte del cable o si un extremo no está terminado, la señal balanceará hacia adelante y hacia atrás a través de la red y la comunicación se detendrá.

El número de equipos presentes en un bus también afecta al rendimiento de la red. Cuantos más equipos haya en el bus, mayor será el número de equipos esperando para insertar datos en el bus, y en consecuencia, la red irá más lenta.

Además, debido al modo en que los equipos se comunican en una topología de bus, puede producirse mucho ruido. Ruido es el tráfico generado en la red cuando los equipos intentan comunicarse entre sí simultáneamente. Un incremento del número de equipos produce un aumento del ruido y la correspondiente reducción de la eficacia de la red.

Topología en Estrella[editar]

En una topología en estrella, los segmentos de cable de cada equipo en la red están conectados a un componente centralizado, o concentrador. Un concentrador es un dispositivo que conecta varios equipos juntos.

Figura 10: Topología en Estrella [2]

En una topología en estrella, las señales se transmiten desde el equipo, a través del concentrador, a todos los equipos de la red. A mayor escala, múltiples LANs pueden estar conectadas entre sí en una topología en estrella.

Una ventaja de la topología en estrella es que si uno de sus equipos falla, únicamente este equipo es incapaz de enviar o recibir datos. El resto de la red funciona normalmente.

 Todos los nodos se conectan radialmente a un nodo central.

 Los cambios en la configuración se hacen solo en el nodo central

El inconveniente de utilizar esta topología es que debido a que cada equipo está conectado a un concentrador, si éste falla, fallará toda la red. Además, en una topología en estrella, el ruido se crea en la red.

Topología en Anillo[editar]

En una topología en anillo, los equipos están conectados con un cable de forma circular. A diferencia de la topología de bus, no hay extremos con terminaciones. Las señales viajan alrededor del bucle en una dirección y pasan a través de cada equipo, que actúa como repetidor para amplificar la señal y enviarla al siguiente equipo.

Figura 11: Topología en Anillo[3]


A mayor escala, en una topología en anillo múltiples LANs pueden conectarse entre sí utilizando el cable coaxial ThickNet o el cable de fibra óptica.

La ventaja de una topología en anillo es que cada equipo actúa como repetidor, regenerando la señal y enviándola al siguiente equipo, conservando la potencia de la señal.


Paso de testigo

El método de transmisión de datos alrededor del anillo se denomina paso de testigo (token passing). Un testigo es una serie especial de bits que contiene información de control. La posesión del testigo permite a un dispositivo de red transmitir datos a la red.

Cada red tiene un único testigo.

El equipo emisor retira el testigo del anillo y envía los datos solicitados alrededor del anillo. Cada equipo pasa los datos hasta que el paquete llega el equipo cuya dirección coincide con la de los datos. El equipo receptor envía un mensaje al equipo emisor indicando que se han recibido los datos. Tras la verificación, el equipo emisor crea un nuevo testigo y lo libera a la red.

La ventaja de una topología en anillo es que puede gestionar mejor entornos con mucho tráfico que las redes con bus.

Además, hay mucho menos impacto del ruido en las topologías en anillo.

El inconveniente de una topología en anillo es que los equipos sólo pueden enviar los datos de uno en uno en un único Token Ring. Además, las topología en anillo son normalmente más caras que las tecnologías de bus.

Topología de Malla[editar]

En una topología de malla, cada equipo está conectado a cada uno del resto de equipos por un cable distinto. Esta configuración proporciona rutas redundantes a través de la red de forma que si un cable falla, otro transporta el tráfico y la red sigue funcionando.

Figura 12: Topología de Malla[4]

A mayor escala, múltiples LANs pueden estar en estrella conectadas entre sí en una topología de malla utilizando red telefónica conmutada, un cable coaxial ThickNet o el cable de fibra óptica.

Una de las ventajas de las topologías de malla es su capacidad de respaldo al proporcionar múltiples rutas a través de la red. Debido a que las rutas redundantes requieren más cable del que se necesita en otras topologías, una topología de malla puede resultar cara.

Topologías Híbridas[editar]

En una topología híbrida, se combinan dos o más topologías para formar un diseño de red completo. Raras veces, se diseñan las redes utilizando un solo tipo de topología. Por ejemplo, es posible que desee combinar una topología en estrella con una topología de bus para beneficiarse de las ventajas de ambas.

Importante: En una topología híbrida, si un solo equipo falla, no afecta al resto de la red.

Figura 13: Topología Híbrida[5]

Normalmente, se utilizan dos tipos de topología híbridas: topología en estrella-bus y topología en estrella-anillo.


En estrella-bus: En una topología en estrella-bus, varias redes de topología en estrella están conectadas a una conexión en bus. Cuando una configuración en estrella está llena, podemos añadir una segunda en estrella y utilizar una conexión en bus para conectar las dos topología en estrella.

En una topología en estrella-bus, si un equipo falla, no afectará al resto de la red. Sin embargo, si falla el componente central, o concentrador, que une todos los equipos en estrella, todos los equipos adjuntos al componente fallarán y serán incapaces de comunicarse.


En estrella-anillo: En la topología en estrella-anillo, los equipos están conectados a un componente central al igual que en una red en estrella. Sin embargo, estos componentes están enlazados para formar una red en anillo.

Al igual que la topología en estrella-bus, si un equipo falla, no afecta al resto de la red. Utilizando el paso de testigo, cada equipo de la topología en estrella-anillo tiene las mismas oportunidades de comunicación. Esto permite un mayor tráfico de red entre segmentos que en una topología en estrella-bus.



  1. Imagen: commons wikimedia http://commons.wikimedia.org
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