Topología de redes: Infraestructura básica de una red

En un artículo anterior, se había compartido los aspectos básicos de cómo diseñar una red LAN, donde se mencionó los diferentes tipos de topología de una red. En el presente artículo, se detalla las características resaltantes, así como el tipo de empresas que por lo general implementa estos tipos de topología.

¿Qué es una topología de Red?

Según el portal JAvaTPoint, define la topología de red como un arreglo de elementos agrupados bajo un criterio físico y lógico, por medio del cual, los dispositivos conectados en este se pueden comunicar e intercambiar información. La topología de una red está compuesta por dos diseños o partes: una parte física que representa el cableado utilizado, y una parte lógica que representa los protocolos de cómo se accede a la información.

Tipos de topología y sus características

Los tipos de topología de redes están determinadas por la forma en cómo se instala en cableado y la ubicación de los equipos en la misma. Esta instalación física ha ido avanzando tecnológicamente a medida que han salido nuevos componentes y accesorios. Cada equipo o dispositivo estará conectado a la red a través de nodos, los cuales son los puntos de entradas a la red.

Por eso, el portal digital Tecnoinformatic, menciona que es importante establecer el tipo de topología para poder ubicar de forma eficiente los accesos a internet, servidores de información y los routers, así como cualquier otro dispositivo compartido. La mejor ubicación disminuirá el tráfico de datos en la red y aumentará el rendimiento y eficiencia en la misma. Dependiendo de lo antes expuesto se pueden definir los siguientes tipos de red:

Tipo Bus

Esta topología es conocida como “conducto común” o “lineal”, y es considerada como una de las más fáciles en su instalación. Su diseño consiste en un solo cable denominado “backbone”  que permite conectar a los usuarios y asociarlos a los extremos finales del cableado. De cada nodo sale un cable más corto hacia el dispositivo o equipo para darle acceso a la red.

La topología de bus se utiliza principalmente en redes estándar 802.3 (ethernet) y 802.4, muy parecido a una línea telefónica con varios teléfonos conectados, cuando entra una llamada, la señal puede llegar a cada estación de trabajo si se configura así.

 La forma más común de acceder a información en una topología de Bus es bajo el método CSMA (Carrier Sense Multiple Access, por sus siglas en inglés). CSMA es un protocolo de acceso a la red que se emplea para gestionar el flujo de información conservando la integridad de los datos.

Ventajas de la topología de bus:

  • Costo de cableado muy bajo, ya que no requiere un concentrador para distribuir el cable coaxial.
  • La velocidad de comunicación es moderada a baja, ya que el cable coaxial permite transferencia de datos a máximo 10 Mbps.
  • Uso de tecnología altamente conocida por el tiempo que lleva en el mercado y la disponibilidad de materiales y accesorios.
  • Las fallas en infraestructura son mínimas, ya que si un equipo no se conecta a la red solo se debe revisar desde el nodo hacia el dispositivo.

Desventajas de la topología de bus:

  • Requiere gran cantidad de cableado para una instalación compleja o grande.
  • Si ocurre una falla en el cable, interrumpirá la comunicación a todos los nodos.
  • Cuando dos nodos envían información o mensaje simultáneamente, ambos nodos chocan entre sí y se puede perder parte de la información.
  • Se torna complicado agregar nuevos nodos a la red porque se detiene la comunicación en ese momento.
  • Los nodos más distantes del servidor de datos suelen tener una señal atenuada o baja.

Tipo Anillo

Esta topología es similar a la de Bus, pero los extremos del cable se conectan entre sí, donde cada nodo recibe el mensaje de la computadora anterior y lo retransmite al siguiente nodo. La transmisión de los datos se hace en un bucle continuo o sin fin, donde todos los datos circulan constantemente en la red de forma unidireccional en sentido de las agujas del reloj. Esta información que circula en la red se mueve bajo el método de tokens. 

Cada token está determinado por el dispositivo que lo emite como el remitente, y el mismo pasa de token en token hasta el destinatario. Una vez recibida la información se emite otro mensaje de acuse.

Ventajas de la topología en anillo:

  • Se administra más fácilmente que la de Bus, y se puede quitar los dispositivos que fallan sin desconectar la red
  • Uso de tecnología altamente conocida por el tiempo que lleva en el mercado y la disponibilidad de materiales y accesorios
  • Costo del cableado muy bajo que permite hacer una instalación fácilmente con cable par trenzado o telefónico.
  • El diseño de comunicación es más confiable porque no depende de una computadora como servidor.

Desventajas de la topología en anillo:

  • La solución de problemas en el cableado puede ser complicada, ya que requiere de herramientas especializadas para determinar el origen, e implicaría la desconexión de la red
  • Si un equipo falla, fallará toda la red por estar interconectadas en forma de anillo.
  • Se torna complicado agregar nuevos nodos a la red porque se detiene la comunicación en ese momento.
  • Mientras más dispositivos se tengan conectados a la red, más difícil será la comunicación porque aumenta en exceso el tráfico de información en el mismo canal.

Tipo estrella

Es una de las topologías de redes más comunes hoy en día, ya que cada nodo está conectado a un concentrador o switch que provee la señal desde un servidor o internet.

Para esta opción se manejan los términos de servidor como el computador que distribuye los servicios, datos y clientes a los dispositivos periféricos conectados al cableado.

Esta topología permite utilizar cable coaxial, así como cable RJ-45, donde el concentrador representa el punto de partida de la topología estrella.

Ventajas de la topología en estrella

  • La solución de problemas es mucho más eficiente que las anteriores tipologías.
  • Permite un control de la red centralizado, donde se puede gestionar directamente con cada cliente.
  • Las fallas en un cable de un cliente no afectará la red,y su detección y corrección es mucho más rápida.
  • Utiliza herramientas rentables y disponibles para mantenimiento e instalación.
  • Se puede expandir la red con facilidad.
  • Mayor velocidad de comunicación al usar dispositivos de 100Mbps. 

Desventajas de la topología en estrella

  • La comunicación depende de un conmutador central, donde si este falla, se cae la conexión en la red.
  • Si las distancias son largas o hay muchas estaciones cercanas de conexión, el enrutamiento de cable se complica. .

Tipo Árbol

La topología de árbol es una combinación Bus y Estrella, donde los equipos están conectados de forma jerárquica y entre sí simultáneamente.

El nodo superior de esta topología se le llama nodo raíz, donde solo existen dos nodos de transmisión de datos, de esta forma la información fluye de padres a hijos evitando el tráfico innecesario en la red.

Ventajas de la topología de árbol

  • Su estructura permite comunicación en banda ancha, es decir que la señal no se atenúa en la distancia.
  • El proceso de ampliación o extensión de la red es uno de los más fáciles, ya que solo se agrega otro nodo tipo estrella y queda listo el servicio.
  • De muy fácil administración porque se puede dividir la misma en segmentos dependiendo de los nodos estrellas.
  • La detección de errores son gestionados más rápidamente.
  • Las averías en un nodo o equipo no limitan en nada a la red.
  • El uso de cableado punto a punto permite conexiones rápidas entre nodos.

Desventajas de la topología de árbol

  • Si se genera una falla en el nodo principal de la estrella, se interrumpe la comunicación a toda esa rama. 
  • Requiere dispositivos replicadores de señal de banda ancha que puede aumentar los costos de la red.
  • Si el cable del bus principal se deteriora o daña, la comunicación en toda la red se detendrá.
  • La reconfiguración de una red con topología de árbol se vuelve complicada si se tiene que reconfigurar por reemplazo de equipos.

Tipo Malla

Es la tecnología más efectiva de las mencionadas, ya que permite tener conectados los equipos de forma redundante, logrando varias rutas de comunicación entre una computadora y otra.

En este caso se elimina el uso de un conmutador o concentrador central para la red o nodo, porque se soporta en internet o intranet para la conexión en sí, utilizando tecnología WAN (Wide Area Network, por sus siglas en inglés).

Este tipo de topología se implementa cuando las fallas de comunicación no pueden ser críticas en la red, y se combina principalmente con redes inalámbricas.

El portal JAvaTPoint menciona que esta topología se puede subdividir en: a) completamente conectada, b) parcialmente conectada; c) de redes informáticas, d) malla completa y, e) malla parcial.

Ventajas de la topología de malla:

  • Topología muy confiable, donde cualquier falla de enlace no afecta a la red.
  • Excelente velocidad de comunicación entre los nodos y equipos.
  • Instalación y configuración de equipos es muy sencilla y rápida

Desventajas de la topología de malla

  • Se deben tener varios dispositivos de control o enrutamiento para gestionar la señal, lo que incrementa su costo de instalación.
  • Como una red de malla puede crecer muy fácilmente, la gestión de la misma se torna muy difícil de controlar.
  • Si las conexiones de redundancia son muy numerosas, habrá mucho tráfico en la red y degrada la eficiencia de la misma.

Conclusiones

Toda instalación de una red debe tener un propósito o finalidad, y va asociado a un presupuesto para sustentar la misma.

También se debe tener diseñado la ubicación de equipos para determinar factores de proximidad, cableado, nodos, tráfico y otros dispositivos como concentradores, enrutadores, etc.

Hay topologías de redes que son obsoletas para algunos negocios o empresas, pero pueden ser la solución rentable para otros, así que no se puede dejar por fuera ninguna al momento de considerar opciones.

Las topologías combinadas son las más efectivas, ya que permiten escalabilidad en base a disponibilidad de capital y crecimiento del negocio.

23 abril, 2021

INGENIO LEARNING: Instituto de Educación Superior dedicado a la investigación y desarrollo de experiencias de aprendizaje significativo intensivas en uso de Tecnología.

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