Universidad Pública de El Alto
Ingeniería de Sistemas
¿QUÉ
SIGNIFICA TOPOLOGÍA?
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.
1.
TOPOLOGIAS
DE RED
A partir de ahora nos vamos a centrar en las redes del área local (LAN). Cuando
hablamos de la topología de red que nos estamos refiriendo a como se distribuyen
físicamente las computadoras de la red y el cableado que los une, también
llamada “Arquitectura de Red”.
Las redes de computadoras surgieron como una
necesidad de interconectar los diferentes host de una empresa o institución
para poder así compartir recursos y equipos específicos. Pero los diferentes
componentes que van a formar una red se pueden interconectar o unir de
diferentes formas, siendo la forma elegida un factor fundamental que va a
determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red.
La disposición de los diferentes componentes de una
red se conoce con el nombre de topología de la red. La topología idónea para
una red concreta va a depender de diferentes factores, como el número de
máquinas a interconectar, el tipo de acceso al medio físico que deseemos,
etc.
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topología:
La topología física, que es la disposición real de las máquinas, dispositivos de red y cableado en la red.
La topología lógica, que es la forma en que las máquinas se comunican a través del medio físico. La topología de red o forma lógica de red se define como la cadena de comunicación que los nodos que conforman una red usan para comunicarse. Es la distribución geométrica de las computadoras conectadas
La topología matemática, mapas de nodos y enlaces, a menudo formando patrones.
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topología:
La topología física, que es la disposición real de las máquinas, dispositivos de red y cableado en la red.
La topología lógica, que es la forma en que las máquinas se comunican a través del medio físico. La topología de red o forma lógica de red se define como la cadena de comunicación que los nodos que conforman una red usan para comunicarse. Es la distribución geométrica de las computadoras conectadas
La topología matemática, mapas de nodos y enlaces, a menudo formando patrones.
A partir de ahora nos vamos a centrar en las redes del área local (LAN). Cuando
hablamos de la topología de red que nos estamos refiriendo a como se
distribuyen físicamente las computadoras de la red y el cableado que los une,
también llamada “Arquitectura de Red”.
2.
TIPOS
DE TOPOLOGÍAS
Los estudios de topología de red reconocen ocho
tipos básicos de topologías:
2.1.
TOPOLOGIA
EN BUS O LINEAL
Red
cuya topología se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones
(denominado bus) al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma
todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre sí.
La
topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no
tiene ninguna otra conexión entre sí. Físicamente cada host está conectado a un
cable común, por lo que se pueden comunicar directamente. La ruptura del cable
hace que los hosts queden desconectados.
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.
En
la topología en bus solo una computadora puede enviar mensajes a la vez. Esto
produce que se puedan dar colisiones cuando dos o más computadoras lo intentan
al mismo tiempo.
2.1.1.
VENTAJAS
ü Facilidad de
implementación y crecimiento.
ü Económica.
ü Es fácil de añadir nuevos
computadoras al bus. Lo único que debemos hacer es incorporar un nuevo cable de
bus.
ü Simplicidad en la
arquitectura.
2.1.2.
DESVENTAJAS
ü Longitudes de canal
limitadas.
ü Un problema en el canal
usualmente degrada toda la red.
ü El desempeño se disminuye
a medida que la red crece.
ü El canal requiere ser
correctamente cerrado (caminos cerrados).
ü Altas pérdidas en la
transmisión debido a colisiones entre mensajes
2.2.
TOPOLOGIA
EN ESTRELLA
Una
red en estrella es una red en la cual las estaciones están conectadas
directamente a un punto central y todas las comunicaciones que han de hacer
necesariamente a través de este.
Dado 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.
Entonces
el HUB (punto central) tiene un número limitado de conexiones (puertos). Sin
embargo una de ellas puede ser utilizada para conectarse con otro HUB, de forma
que tengamos varios tramos en estrella conectados. El punto central puede ser
bien una computadora dedicado a ello.
El concentrador, conmutador o
bien enrutador, es el encargado de enviar los mensajes a los destinatarios, por
lo que es el PUNTO MÁS IMPORTANTE de la red.
2.2.1.
VENTAJAS
ü Es fácil de añadir nuevos
computadores a la red sin afectar al resto de la misma. Lo único que tenemos
que hacer es conectar la computadora con un cable a uno de los puerto libres
del HUB.
ü Tiene dos medios para
prevenir problemas.
ü Si una de las computadoras
falla el resto puede seguir funcionado perfectamente.
ü Permite que todos los
nodos se comuniquen entre sí de manera conveniente.
ü Es una topología que
permite detectar los problemas fácilmente.
2.2.2.
DESVENTAJAS
ü Si el nodo central falla,
toda la red se desconecta.
ü Es costosa, ya que
requiere más cable que otras topologías al tener que unir todas las
computadoras con un cable al punto central.
ü El cable viaja por
separado del HUB a cada computadora.
La topología en estrella es la que más se está
utilizando hoy en día, ya que añade MAYOR SEGURIDAD que la topología en bus
claro con un costo un poco mayor.
2.3.
TOPOLOGIA
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 físicos o lógicos). Para añadir o
quitar dispositivos, solamente hay que mover dos conexiones.
Las
únicas restricciones están relacionadas con aspectos del medio físico 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.
Esta
topología es utilizada en redes en la se necesita gran velocidad, como pueden
ser en las que transmite y ejecuten ficheros multimedia de gran tamaño.
Cuando
una computadora desea transmitir, recoge el testigo, le añade la dirección
destinataria y la información que desea transmitir.
El
mensaje modificado pasa por el anillo a atreves de las computadoras llegando a
la computadora destinatario, quien recoge una copia y lo devuelve con un campo reconocimiento de
que lo ha recibido.
Cuando
este mensaje llega a la computadora que envió el mensaje original, lo elimina y
devuelve el testigo al anillo para que otra computadora lo pueda utilizar.
2.3.1.
VENTAJAS
ü Todas las computadoras
tienen la misma posibilidad de seguir el testigo, por lo que ninguno lo puede
monopolizar.
ü Cuantos más usuarios se
incorporen al anillo, más lenta ira la red pero seguirá funcionando
perfectamente.
2.3.2.
DESVENTAJAS
ü Si uno de las
computadoras cae, entonces cae toda la RED.
ü Al añadir o eliminar
computadoras del anillo, se debe detener toda la red
ü Detectar problemas es una
tarea difícil.
2.4.
TOPOLOGIA
EN MALLA
La
topología en malla se caracteriza por enlazar físicamente todas las
computadoras. Es decir, desde cada computadora sale un cable por cada uno de
las computadoras que existen en la red.
Lógicamente
esta topología se utiliza solo en redes pequeñas, ya que le número de enlaces
necesarias es muy alto.
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.
El
establecimiento de una red de malla es una manera de encaminar datos, voz e
instrucciones entre los nodos. Las redes de malla se diferencian de otras redes
en que los elementos de la red (nodo) 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 (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. En muchas ocasiones, la topología en malla se utiliza
junto con otras topologías para formar una topología híbrida. Está conectada a
un servidor que le manda otros computadores.
Una
red de malla extiende con eficacia una red, compartiendo el acceso a una
infraestructura de mayor porte.
2.5.
TOPOLOGIAS
MIXTAS (HIBRIDAS)
En
la práctica podemos encontrar topologías mixtas esta es una mescla entre alguna
de las topologías ya mencionadas. Principalmente podemos encontrar dos
topologías mixtas: Estrella-Bus y Estrella-Anillo.
En
la topología Estrella-Bus, podemos ver una red en bus al que están conectados y
simplemente lo aísla del resto de la red.
Sin
embargo si uno de los HUB falla, entonces los computadores que estén comunicados en la red en estrella no podrán comunicarse y además el
bus se permitirá en dos partes que no puedan comunicarse entre ellas.
2.6.
TOPOLOGIA
EN ARBOL
La topología en
árbol es una variante de la de estrella. Como en la estrella,
los nodos del árbolestán 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.
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