Topologías de red: concepto, tipos y sus características, ejemplos
Las topologías de red son las diferentes distribuciones de los dispositivos, tales como enrutadores, computadoras, impresoras, y las distintas conexiones que pueden haber en la red. Se pueden ilustrar gráficamente.
Por tanto, se refieren al diseño físico o lógico de una red de computadoras. Definen la forma en que se colocan los diferentes nodos y cómo se interconectan entre sí. De igual manera, pueden describir cómo se transfieren los datos entre estos nodos.
Tanto la topología de red como las ubicaciones relativas del origen y destino de los flujos de tráfico en la red determinan la ruta óptima para cada flujo y hasta qué punto existen opciones redundantes para poder enrutar en caso de falla.
Se tienen dos tipos de topologías de red. La topología lógica está basada en el modelo de transferencia de los datos a través de los diferentes dispositivos en la red. Por otro lado, la topología física se basa en el diseño físico de las computadoras conectadas en la red.
Índice del artículo
La topología de una red es muy importante para determinar su desempeño. Es la forma en que se organiza una red, contiene la descripción lógica o física sobre cómo están configurados los dispositivos y conexiones para vincularse en conjunto.
Existen numerosas maneras de organizar una red, cada una con diferentes ventajas y desventajas, siendo algunas más útiles que otras en ciertas circunstancias.
Las topologías de red se refieren a cómo se encuentran organizados entre sí los diversos dispositivos y conexiones en la red. Se puede considerar la red como una ciudad y la topología como el mapa de rutas.
Así como hay muchas formas de organizar y mantener una ciudad, tal como asegurarse que las vías puedan facilitar el paso entre las partes de la ciudad que albergan más tráfico, existen varias formas de organizar una red.
Cada topología tiene sus ventajas y desventajas. De acuerdo a los requerimientos de la organización, ciertas configuraciones pueden ofrecer un mayor nivel de seguridad y conectividad.
Una topología se debe considerar como la estructura virtual de una red. Esta forma no se corresponde necesariamente con el diseño físico real de los dispositivos en la red.
Se puede pensar en las computadoras de una red casera, que podrían estar colocadas formando un círculo. Sin embargo, es difícilmente factible que allí se tenga una topología de anillo.
Los gerentes tienen un conjunto de alternativas cuando buscan implantar una topología para la red. Esta decisión debe considerar la proporción de la empresa, su presupuesto y sus objetivos.
En la administración práctica de la topología de red surgen diferentes actividades, tales como la supervisión general del funcionamiento, la representación visual y la gestión de la topología.
Lo más importante es comprender las necesidades y metas para instaurar y administrar la configuración de la red de la manera más adecuada para la empresa.
Elegir la configuración correcta para el modelo operativo de una organización puede mejorar el rendimiento, además de facilitar la localización de fallas, la resolución de errores y la asignación más eficaz de recursos en la red, para así garantizar un excelente estado de la misma.
El diseño de la red es importante por varias razones. Principalmente, tiene un papel fundamental en qué tan bien y cómo funcionará la red.
Una topología de red bien administrada mejora la eficiencia de datos y de energía, que servirá para disminuir los costos de mantenimiento y operativos.
La disposición y el diseño de una red se exhibe a través de un diagrama creado por un software de topología de red.
Estos diagramas son fundamentales por ciertas razones, especialmente por la forma en que pueden brindar una representación visual de los diseños físicos y lógicos, permitiendo a los administradores, cuando están resolviendo problemas, poder ver las conexiones entre los dispositivos.
La manera en que se organiza una red puede componer o deshacer la conectividad, funcionalidad y protección de la red contra el tiempo de inactividad.
Se refiere al diseño de las interconexiones entre los dispositivos y las conexiones físicas de la red, como cable (DSL, Ethernet), microondas o fibra óptica.
Existen varias topologías físicas comunes, como se muestra en la siguiente ilustración y se describen posteriormente.
Red de bus
Cada dispositivo está conectado en serie a lo largo de una ruta lineal. Esta disposición se encuentra hoy principalmente en las redes de distribución cableada de banda ancha.
Red de estrella
En esta red, un dispositivo central está conectado directamente con todos los demás dispositivos. Las redes de área local (LAN) que utilizan conmutadores Ethernet, tales como la mayoría de las redes cableadas de oficina, tienen una configuración de estrella.
Red en anillo
En esta configuración los dispositivos están conectados en una red como un círculo. Unas redes enviarán la señal en un solo sentido y otras podrán enviar la señal en los dos sentidos.
Estas redes bidireccionales son más resistentes que las redes de bus, ya que la señal puede moverse en cualquier sentido para llegar a un dispositivo.
Red de malla
Esta red enlaza las conexiones con los dispositivos de tal manera que haya disponibles múltiples rutas entre al menos algunos puntos de la red.
Una red está parcialmente mallada cuando solo algunos dispositivos están conectados con otros, y totalmente mallada cuando todos los dispositivos tienen una conexión directa con todos los demás.
La malla para crear múltiples rutas aumenta la resistencia ante fallas, pero también aumenta el costo.
Red de árbol
Llamada también estrella de estrellas, es una red donde se conectan diferentes topologías de estrella en una configuración de estrella.
Muchas redes de conmutadores Ethernet grandes, tales como las redes entre diferentes centros de datos, está configurada como árbol.
Red híbrida
Es una mezcla de dos o más topologías. Por ejemplo, si en una oficina se usa topología de bus y en otra oficina topología en estrella, la conexión de estas dos topologías dará como resultado una topología híbrida: topología de bus y topología en estrella.
La topología lógica para una red es algo más estratégica y abstracta. Generalmente consiste en lograr comprender conceptualmente cómo y por qué la red está organizada de la forma en que está, y cómo se mueven los datos a través de ella. Se refiere a la relación lógica entre los dispositivos y las conexiones.
Una conexión lógica diferirá de una ruta física cuando la información pueda dar un salto invisible en puntos intermedios.
En las redes ópticas, los multiplexores ópticos (ADM) crean rutas ópticas lógicas, porque el salto ADM no es visible para los nodos del punto final.
Las redes compuestas por circuitos virtuales tendrán una topología física de acuerdo al ámbito real de conexión, tal como el cable, y una topología lógica basada en los circuitos.
En ciertas ocasiones, la topología lógica corresponde a la configuración tal como la ve el usuario, lo que significa la conectividad de la red.
Redes IP y Ethernet
Las dos redes más utilizadas hoy en día, IP y Ethernet, están totalmente entretejidas a nivel de conexión porque cualquier usuario puede conectarse con cualquier otro, a menos que se introduzca algún medio, tal como un firewall, para bloquear conexiones no deseadas.
La conectividad total es debida a los protocolos que se manejan en la red, tal como Ethernet, y no de la topología física de la red como tal. Por tal razón, para las personas cualquier topología física de red podrá parecer que está totalmente entrelazada.
Las topologías de red de bus basadas en cableado Ethernet son relativamente fáciles y económicas de instalar, aunque los tramos están limitados por la longitud máxima de cable disponible.
Por ejemplo, supongamos una red de bus que está compuesta por cuatro computadoras: PC-A, PC-B, PC-C y PC-D.
Si la PC-A envía datos a la PC-C, entonces todas las computadoras de la red recibirán estos datos, pero solo la PC-C los aceptará. Si la PC-C responde, solo la PC-A aceptará los datos devueltos.
Al unir dos cables de bus se puede lograr una expansión, pero esta topología funciona mejor con un número limitado de dispositivos, generalmente menos de doce dispositivos en un solo bus.
Las topologías de red en estrella son comunes en las redes domésticas, donde el punto de conexión central puede ser un enrutador o concentrador de red.
Se usa generalmente el cableado Ethernet de par trenzado sin blindaje (UTP) para conectar los dispositivos al concentrador, aunque también se puede emplear cable coaxial o fibra óptica.
Si se confronta con la topología de bus, se tiene que una red en estrella necesita generalmente una mayor cantidad de cableado.
Las topologías de red en anillo se encuentran con mayor frecuencia en las universidades, aunque también las usan algunas empresas comerciales.
Al igual que la topología de bus, esta topología ya no tiene vigencia en las redes recientes. IBM la implementó en principio para poder superar los inconvenientes existentes de la topología de bus.
Si se tiene conectados un gran número de dispositivos, deben usarse repetidores para “renovar” las señales de datos a medida que viajan a través de la red.
Las topologías de red de malla son típicas de Internet y de ciertas redes de área amplia (WAN).
Los datos se pueden transmitir a través de una lógica de enrutamiento, que se determina mediante criterios establecidos tales como “evitar enlaces rotos” o “la ruta con la distancia más corta”.
A menudo se utiliza en las redes de área amplia (WAN). Son ideales para estaciones de trabajo ubicadas en grupos.
Puede fácilmente lograr y mantener la expansión de dispositivos al extender las topologías de bus y estrella.
La detección de errores también es sencilla, pero estos sistemas tienden a ser intensos en cables y costos de instalación.
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