CONCEPTO DE
TOPOLOGÍA
Se llama
topología de una Red al patrón de conexión entre sus nodos, es decir, a la
forma en que están interconectados los distintos nodos que la forman. Los
Criterios a la hora de elegir una topología, en general, buscan que eviten el
coste del encaminamiento (necesidad de elegir los caminos más simples entre el
nodo y los demás), dejando en segundo plano factores como la renta mínima, el
coste mínimo, etc. Otro criterio determinante es la tolerancia a fallos o
facilidad de localización de éstos. También tenemos que tener en cuenta la
facilidad de instalación y reconfiguración de la Red. Atendiendo a los
criterios expuestos anteriormente hay dos clases generales de topología
utilizadas en Redes de Área Local: Topología tipo Bus y Topología tipo Anillo.
A partir de ellas derivan otras que reciben nombres distintos dependiendo de
las técnicas que se utilicen para acceder a la Red o para aumentar su tamaño.
Algunos autores consideran también la topología Estrella, en la que todos los
nodos se conectan a uno central. Aunque en algunos casos se utilice, una
configuración de este tipo no se adapta a la filosofía LAN, donde uno de los
factores más característicos es la distribución de la capacidad de proceso por
toda la Red. En una Red Estrella gran parte de la capacidad de proceso y
funcionamiento de la Red estarán concentradas en el nodo central, el cual
deberá de ser muy complejo y muy rápido para dar un servicio satisfactorio a
todos los nodos.
Topología
de ducto (bus)
Una topología de ducto o bus está caracterizada por una dorsal principal con
dispositivos de red interconectados a lo largo de la dorsal. Las redes de
ductos son consideradas como topologías pasivas. Las computadoras
"escuchan" al ducto. Cuando éstas están listas para transmitir, ellas
se aseguran que no haya nadie más transmitiendo en el ducto, y entonces ellas
envían sus paquetes de información. Las redes de ducto basadas en contención
(ya que cada computadora debe contender por un tiempo de transmisión)
típicamente emplean la arquitectura de red ETHERNET.
Las redes de
bus comúnmente utilizan cable coaxial como medio de comunicación, las
computadoras se contaban al ducto mediante un conector BNC en forma de T. En el
extremo de la red se ponía un terminador (si se utilizaba un cable de 50 ohm,
se ponía un terminador de 50 ohms también).
Las redes de ducto son fáciles de instalar y de extender. Son muy susceptibles
a quebraduras de cable, conectores y cortos en el cable que son muy difíciles
de encontrar. Un problema físico en la red, tal como un conector T, puede
tumbar toda la red.
Ventajas
de la topología de Bus:
- Es fácil conectar nuevos nodos a la red.
- Requiere menos cable que una topología estrella.
Desventajas de la topología de Bus:
- Toda la red se caería si hubiera una ruptura en el cable principal.
- Se requieren terminadores.
- Es difícil detectar el origen de un problema cuando toda
la red "cae".
- No se debe utilizar como única solución en un gran
edificio.
Topología
de estrella (star)
En una topología de estrella, las computadoras en la red se conectan a un
dispositivo central conocido como concentrador (hub en inglés) o a un
conmutador de paquetes (swicth en inglés).
En un
ambiente LAN cada computadora se conecta con su propio cable (típicamente par
trenzado) a un puerto del hub o switch. Este tipo de red sigue siendo pasiva,
utilizando un método basado en contención, las computadoras escuchan el cable y
contienden por un tiempo de transmisión.
Debido a que la topología estrella utiliza un cable de conexión para cada
computadora, es muy fácil de expandir, sólo dependerá del número de puertos
disponibles en el hub o switch (aunque se pueden conectar hubs o switchs en cadena
para así incrementar el número de puertos). La desventaja de esta topología en
la centralización de la comunicación, ya que si el hub falla, toda la red se
cae.
Hay que
aclarar que aunque la topología física de una red Ethernet basada en hub es
estrella, la topología lógica sigue siendo basada en ducto.
Ventajas de la topología de estrella:
- Gran facilidad de instalación.
- Posibilidad de desconectar elementos de red sin causar
problemas.
- Facilidad para la detección de fallo y su reparación.
Desventajas
de la topología de estrella:
- Requiere más cable que la topología de bus.
- Un fallo en el concentrador provoca el aislamiento de
todos los nodos a él conectados.
- Se han de comprar hubs o concentradores.
Topología
de anillo (ring)
Una topología de anillo conecta los dispositivos de red uno tras otro sobre el
cable en un círculo físico. La topología de anillo mueve información sobre el
cable en una dirección y es considerada como una topología activa. Las
computadoras en la red retransmiten los paquetes que reciben y los envían a la
siguiente computadora en la red. El acceso al medio de la red es otorgado a una
computadora en particular en la red por un "token". El token circula
alrededor del anillo y cuando una computadora desea enviar datos, espera al
token y posiciona de él. La computadora entonces envía los datos sobre el
cable. La computadora destino envía un mensaje (a la computadora que envió los
datos) que dé fueron recibidos correctamente. La computadora que transmitió los
datos, crea un nuevo token y los envía a la siguiente computadora, empezando el
ritual de paso de token o estafeta (token passing) nuevamente.
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.
Topología
de malla (mesh)
La topología de malla (mesh) utiliza conexiones redundantes entre los
dispositivos de la red así como una estrategia de tolerancia a fallas. Cada
dispositivo en la red está conectado a todos los demás (todos conectados con
todos). Este tipo de tecnología requiere mucho cable (cuando se utiliza el
cable como medio, pero puede ser inalámbrico también). Pero debido a la
redundancia, la red puede seguir operando si una conexión se rompe.
Las redes de malla, obviamente, son mas difíciles y caras para instalar que las
otras topologías de red debido al gran número de conexiones requeridas.
Ventajas
- Caminos alternativos para la transmisión de datos y en consecuencia aumento
de la confiabilidad de la red.
- Como cada estación está unida a todas las demás existe independencia respecto
de la anterior.
- Privacidad o la Seguridad. Cuando un mensaje viaja a través de una línea
dedicada, solamente lo ve el receptor adecuado.
Desventajas
- Poco económica debido a la abundancia de cableado.
- Baja eficiencia de las conexiones o enlaces, debido a la existencia de
enlaces redundantes.
Topología de árbol
Combina
características de la topología de estrella con la BUS. Consiste en un conjunto
de subredes estrella conectadas a un BUS. Esta topología facilita el
crecimiento de la red.
Ventajas
-
Cableado punto a punto para segmentos individuales.
-
Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.
Desventajas
-
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.
Las redes de
computadoras se montan con una serie de componentes de uso común y que es mayor
o menor medida aparece siempre en cualquier instalación.
Topología mixta
Son aquellas
en las que se aplica una mezcla entre alguna de las otras topologías: bus,
estrella o anillo. 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 los
hubs de pequeñas redes en estrella. Por lo tanto, no hay ningún ordenador que
se conecte directamente al bus. En esta topología mixta, si un ordenador falla,
entonces es detectado por el hub al que está conectado y simplemente lo aísla
del resto de la red. Sin embargo, si uno de los hubs falla, entonces los
ordenadores que están conectados a él en la red en estrella no podrán
comunicarse y, además, el bus se partirá en dos partes que no pueden
comunicarse entre ellas. En la topología Estrella - Anillo encontramos que el
cableado forma físicamente una estrella, pero el hub al que se conecta hace que
la red funcione como un anillo. De esta forma, la red funciona como un anillo,
pero con la ventaja de que si uno de los ordenadores falla, el hub se encarga
de sacarlo del anillo para que éste siga funcionando.
Ventajas
- Combina las ventajas de las que disponen otras redes.
Desventajas
- Puede ser difícil de configurar, dependiendo de la complejidad de
las redes a combinar.
Red
totalmente conexa
En este tipo
de red, cada computador se conecta al resto de computadores por medio de cables
sin ser necesario un servidor.
Ventajas
- Robustez ante posibles fallos.
- Privacidad y seguridad.
Desventajas
- Dificultad en la instalación.
- Puede implicar altos costes.
Topología en
Anillo Doble
Una topología en anillo doble como su nombre lo indica en vez de solo
tener un anillo tiene dos anillos concéntricos para trasmitir la
información, donde cada host de la red está conectado a ambos anillos, aunque
los dos anillos no están conectados directamente entre sí. Es análoga a la
topología de anillo, con la diferencia de que, para incrementar la
confiabilidad y flexibilidad de la red, hay un segundo anillo redundante que
conecta los mismos dispositivos. La topología de anillo doble es que
cada anillo trabaja por sí mismo (es decir, actúa de forma independiente), para
que si uno de los dos sufre algún tipo de daño el otro siga trabajando y cumpla
su función de transmitir la información sin verse afectado por la falta de el
otro anillo.
Ventajas
- La de redundancia porque si falla el primer anillo queda el segundo (tolerancia
frente a fallos).
- Incrementa la confiabilidad y la flexibilidad de la red.
Desventajas
- Si se rompe el cable que forma el anillo se paraliza toda la red.
- Es difícil de instalar.
- Requiere mantenimiento.
- Coste, ya que al ser doble se duplica la infraestructura necesaria.
LAN de estrella
