Topologías de Redes de computadoras
La topología
de red se define como el mapa físico o lógico de
una red para intercambiar datos.
En otras palabras, es la forma en que está diseñada la red, sea en el plano
físico o lógico. 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 red en cuestión.
Topologías más comunes
2.1
- Red en anillo
Topología
de red en la que las estaciones se conectan formando un anillo. Cada estación
está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera. Cada
estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor,
pasando la señal a la siguiente estación del anillo.Ventajas
- El sistema provee un acceso equitativo para todas las computadoras.
- El rendimiento no decae cuando muchos usuarios utilizan la red.
- Arquitectura muy sólida.
- Sistema operativo caracterizado con un único canal.
Desventajas
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.
Desventajas de Topología de Árbol
- Red en malla
Topología
de red en la que todas las estaciones están conectadas a un único canal de
comunicaciones por medio de unidades interfaz y derivadores. Las estaciones
utilizan este canal para comunicarse con el resto.
Red
en la cual las estaciones están conectadas directamente al servidor u ordenador
y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de él. Todas
las estaciones están conectadas por separado a un centro de comunicaciones,
concentrador o nodo central, pero no están conectadas entre sí. Esta red crea una
mayor facilidad de supervisión y control de información ya que para pasar los
mensajes deben pasar por el hub o concentrador, el cual gestiona la
redistribución de la información a los demás nodos.
Ventajas
Wi-Fi
es una marca de la Wi-Fi Alliance (anteriormente la Wireless
Ethernet Compatibility Alliance), la organización comercial que prueba y
certifica que los equipos cumplen los estándares IEEE 802.11x.
- Longitudes de canales (si una estación desea enviar a otra, los datos tendrán que pasar por todas las estaciones intermedias antes de alcanzar la estación de destino).
- El canal usualmente se degradará a medida que la red crece.
- Difícil de diagnosticar y reparar los problemas.
- Si se encuentra enviando un archivo podrá ser visto por las estaciones intermedias antes de alcanzar la estación de destino.
- La transmisión de datos es más lenta que en las otras topologías (Estrella, Malla, Bus, etc), ya que la información debe pasar por todas las estaciones intermedias antes de llegar al destino.
- 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.Desventajas de Topología de Árbol
- Se requiere mucho cable.
- La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado.
- Si se cae el segmento principal todo el segmento también cae.
- Es más difícil su configuración.
- Si se llegara a desconectar un nodo, todos los que están conectados a él se desconectan también.
- Cableado punto a punto para segmentos individuales.
- Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.
- Red en malla
La
Red en malla es una topología de red en la que cada nodo está conectado a uno o
más de los otros nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un
nodo a otro por diferentes caminos.
Desventajas de las redes en malla
Desventajas de las redes en malla
- El costo de la red puede aumentar en los casos que se implemente de forma alámbrica, la topología de red y las características de la misma implican el uso de una mayor cantidad de recursos.
Topología
de red en la que todas las estaciones están conectadas a un único canal de
comunicaciones por medio de unidades interfaz y derivadores. Las estaciones
utilizan este canal para comunicarse con el resto.
Ventajas
- Facilidad de implementación y crecimiento.
- Fácil adaptación.
- Simplicidad en la arquitectura.
- Es una red que no ocupa mucho espacio.
- 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.
- Red en estrella
Red
en la cual las estaciones están conectadas directamente al servidor u ordenador
y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de él. Todas
las estaciones están conectadas por separado a un centro de comunicaciones,
concentrador o nodo central, pero no están conectadas entre sí. Esta red crea una
mayor facilidad de supervisión y control de información ya que para pasar los
mensajes deben pasar por el hub o concentrador, el cual gestiona la
redistribución de la información a los demás nodos.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 fallas
Las
nuevas redes sin cables hacen posible que se pueda conectar a una red local
cualquier dispositivo sin necesidad de instalación, lo que permite que nos
podamos pasear libremente por la oficina con nuestro ordenador portátil
conectado a la red o conectar sin cables cámaras de vigilancia en los lugares
más inaccesibles. También se puede instalar en locales públicos y dar el
servicio de acceso a Internet sin cables.
Seguridad
Uno
de los problemas más graves a los cuales se enfrenta actualmente la tecnología
Wi-Fi es la seguridad. Un muy elevado porcentaje de redes se han instalado por
administradores de sistemas o de redes por su simplicidad de implementación,
sin tener en consideración la seguridad y por tanto han convertido sus redes en
redes abiertas, sin proteger el acceso a la información que por ellas circulan.
Existen varias alternativas para garantizar la seguridad de estas redes, las
más comunes son la utilización de protocolos de encriptación de datos como el
WEP y el WPA, proporcionados por los propios dispositivos inalámbricos, o IPSEC
(túneles IP) y 802.1x, proporcionados por o mediando otros dispositivos de la
red de datos.
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; silo hay ondas electromagnéticas.
La
ventaja obvia de una topología celular (inalámbrica) es que no existe ningún
medio tangible aparte de la atmósfera terrestre o el del vacío del espacio
exterior (y los satélites). Las desventajas son que las señales se encuentran
presentes en cualquier lugar de la celda y, de ese modo, pueden sufrir disturbios
y violaciones de seguridad.
Como
norma, las topologías basadas en celdas se integran con otras topologías, ya
sea que usen la atmósfera o los satélites.
Norma
o estándar (IEEE 802.3) que determina la forma en que los puestos de la red
envían y reciben datos sobre un medio físico compartido que se comporta como un
bus lógico, independientemente de su configuración física. Originalmente fue
diseñada para enviar datos a 10 Mbps, aunque posteriormente ha sido perfeccionada
para trabajar a 100 Mbps, 1 Gbps o 10 Gbps y se habla de versiones futuras de
40 Gbps y 100 Gbps.
En
sus versiones de hasta 1 Gbps utiliza el protocolo de acceso al medio CSMA/CD
(Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect - Acceso múltiple con
detección de portadora y detección de colisiones). Actualmente Ethernet es el
estándar más utilizado en redes locales/LANs.
Ethernet
fue creado por Robert Metcalfe y otros en Xerox Parc, centro de investigación
de Xerox para interconectar computadoras Alto. El diseño original funcionaba a
1 Mbps sobre cable coaxial grueso con conexiones vampiro (que
"muerden" el cable). Para la norma de 10 Mbps se añadieron las
conexiones en coaxial fino (10Base2, también de 50 ohmios, pero más flexible),
con tramos conectados entre si mediante conectores BNC; par trenzado categoría
3 (10BaseT) con conectores RJ45, mediante el empleo de hubs y con una
configuración física en estrella; e incluso una conexión de fibra óptica
(10BaseF).
Los
estándares sucesivos (100 Mbps o Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit
Ethernet) abandonaron los coaxiales dejando únicamente los cables de par
trenzado sin apantallar (UTP - Unshielded Twisted Pair), de categorías 5 y
superiores y la Fibra óptica.
- Hardware comúnmente utilizado en una red Ethernet
·
NIC, o adaptador
de red Ethernet: Permite el acceso de una computadora a una red. Cada
adaptador posee una dirección MAC que la identifica en la red y es única. Una
computadora conectada a una red se denomina nodo.
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Repetidor o repeater:
Aumenta el alcance de una conexión física, disminuyendo la degradación de la
señal eléctrica en el medio físico
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Concentrador o hub:
Funciona como un repetidor, pero permite la interconexión de múltiples nodos,
además cada mensaje que es enviado por un nodo, es repetido en cada boca el
hub.
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Puente o bridge:
Interconectan segmentos de red, haciendo el cambio de frames entre las redes de
acuerdo con una tabla de direcciones que dice en que segmento está ubicada una
dirección MAC.
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Conmutador o switch:
Funciona como el bridge, pero permite la interconexión de múltiples segmentos
de red, funciona en velocidades más rápidas y es más sofisticado. Los switches
pueden tener otras funcionalidades, como redes virtuales y permiten su
configuración a través de la propia red.
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Enrutador o router:
Funciona en una capa de red más alta que los anteriores -- el nivel de red,
como en el protocolo IP, por ejemplo -- haciendo el enrutamiento de paquetes
entre las redes interconectadas. A través de tablas y algoritmos de
enrutamiento, un enrutador decide el mejor camino que debe tomar un paquete
para llegar a una determinada dirección de destino.
Referencias
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