Topologias de red - Ing Diego Benjumea

TOPOLOGÍA DE REDES
Las topologías más corrientes para organizar las computadoras de una red son las de
punto a punto, de bus, en estrella y en anillo. La topología de punta a punta es la más
sencilla, y está formada por dos ordenadores conectados entre sí. La topología de bus
consta de una única conexión a la que están unidos varios ordenadores. Todas las
computadoras unidas a esta conexión única reciben todas las señales transmitidas por
cualquier computadora conectada. La topología en estrella conecta varios ordenadores
con un elemento dispositivo central llamado hub. El hub puede ser pasivo y transmitir
cualquier entrada recibida a todos los ordenadores —de forma semejante a la topología
de bus— o ser activo, en cuyo caso envía selectivamente las entradas a ordenadores
de destino determinados. La topología en anillo utiliza conexiones múltiples para formar
un círculo de computadoras. Cada conexión transporta información en un único
sentido. La información avanza por el anillo de forma secuencial desde su origen hasta
su destino.
Las redes de área local (LAN, siglas en inglés), que conectan ordenadores separados
por distancias reducidas, por ejemplo en una oficina o un campus universitario, suelen
usar topologías de bus, en estrella o en anillo. Las redes de área amplia (WAN, siglas
en inglés), que conectan equipos distantes situados en puntos alejados de un mismo
país o en países diferentes, emplean a menudo líneas telefónicas especiales
arrendadas como conexiones de punto a punto.
Cuando hablamos de topología de una red, hablamos de su configuración. Esta
configuración recoge tres campos: físico, eléctrico y lógico. El nivel físico y eléctrico se
puede entender como la configuración del cableado entre máquinas o dispositivos de
control o conmutación. Cuando hablamos de la configuración lógica tenemos que
pensar en como se trata la información dentro de nuestra red, como se dirige de un
sitio a otro o como la recoge cada estación.
Así pues, para ver más claro como se pueden configurar las redes vamos a explicar de
manera sencilla cada una de las posibles formas que pueden tomar.
Entre los principales tipos de Topologías físicas tenemos:
Topología de BUS / Linear Bus
Topología de Estrella / Star
Topología de Estrella Cableada / Star - Wired Ring.
Topología de Arbol / Tree
Topología de BUS / Linear Bus
Consiste en un cable con un terminador en cada extremo del que se cuelgan todos loes
elementos de una red. Todos los Nodos de la Red están unidos a este cable. Este
cable recibe el nombre de "Backbone Cable". Tanto Ethernet como LocalTalk pueden
utilizar esta topología.
En esta topología, los elementos que constituyen la red se disponen linealmente, es
decir, en serie y conectados por medio de un cable; el bus. Las tramas de información
emitidas por un nodo (terminal o servidor) se propagan por todo el bus(en ambas
direcciones), alcanzado a todos los demás nodos. Cada nodo de la red se debe
encargar de reconocer la información que recorre el bus, para así determinar cual es la
que le corresponde, la destinada a él.
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Diego Andrés Benjumea
Es el tipo de instalación más sencillo y un fallo en un nodo no provoca la caída del
sistema de la red. Por otra parte, una ruptura del bus es difícil de localizar(dependiendo
de la longitud del cable y el número de terminales conectados a él) y provoca la
inutilidad de todo el sistema.
Como ejemplo más conocido de esta topología, encontramos la red Ethernet de Xerox.
El método de acceso utilizado es el CSMA/CD, método que gestiona el acceso al bus
por parte de los terminales y que por medio de un algoritmo resuelve los conflictos
causados en las colisiones de información. Cuando un nodo desea iniciar una
transmisión, debe en primer lugar escuchar el medio para saber si está ocupado,
debiendo esperar en caso afirmativo hasta que quede libre. Si se llega a producir una
colisión, las estaciones reiniciarán cada una su transmisión, pero transcurrido un
tiempo aleatorio distinto para cada estación. Esta es una breve descripción del
protocolo de acceso CSMA/CD, pues actualmente se encuentran implementadas
cantidad de variantes de dicho método con sus respectivas peculiaridades. El bus es la
parte básica para la construcción de redes Ethernet y generalmente consiste de
algunos segmentos de bus unidos ya sea por razones geográficas, administrativas u
otras.
Ventajas de la topología de BUS:
•
Es Más 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 se hubiera una ruptura en el cable principal.
•
Se requiere 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
Es una topología estrella todos y cada uno de los nodos de la red, estos se conectan a
un
concentrador
o
hub.
Los datos es estas redes fluyen del emisor hasta el concentrador, este realiza todas las
funciones de la red, además actúa como amplificador de los datos.
Todos los elementos de la red se encuentran conectados directamente mediante un
enlace punto a punto al nodo central de la red, quien se encarga de gestionar las
transmisiones de información por toda la estrella. Evidentemente, todas las tramas de
información que circulen por la red deben pasar por el nodo principal, con lo cual un
fallo en él provoca la caída de todo el sistema. Por otra parte, un fallo en un
determinado cable sólo afecta al nodo asociado a él; si bien esta topología obliga a
disponer de un cable propio para cada terminal adicional de la red. La topología de
Estrella es una buena elección siempre que se tenga varias unidades dependientes de
un procesador, esta es la situación de una típica mainframe, donde el personal requiere
estar accesando frecuentemente esta computadora. En este caso, todos los cables
están conectados hacia un solo sitio, esto es, un panel central.
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Diego Andrés Benjumea
Equipo como unidades de multiplexaje, concentradores y pares de cables solo reducen
los requerimientos de cableado, sin eliminarlos y produce alguna economía para esta
topología. Resulta económico la instalación de un nodo cuando se tiene bien planeado
su establecimiento, ya que este requiere de una cable desde el panel central, hasta el
lugar donde se desea instalarlo.
Ventajas de la Topología Estrella:
•
Gran facilidHad de instalación
•
Posibilidad de desconectar elementos de red sin causar problemas.
•
Facilidad para la detección de fallo y su reparación.
•
Inconvenientes 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 Estrella Cableada / Star-Wired Ring
Físicamente parece una topología estrella pero el tipo de concentrador utilizado, la
MAU se encarga de interconectar internamente la red en forma de anillo.
Esta tipología es la que se utiliza en redes Token ring
Topología de Arbol / Tree
La 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.
Esta estructura de red se utiliza en aplicaciones de televisión por cable, sobre la cual
podrían basarse las futuras estructuras de redes que alcancen los hogares. También se
ha utilizado en aplicaciones de redes locales analógicas de banda ancha.
Ventajas de la Topología de Arbol:
•
Cableado punto a punto para segmentos individuales.
•
Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.
Desventajas de la Topología de Arbol:
•
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.
Ingeniería de Sistemas
Diego Andrés Benjumea
Resumen topología físicas:
Cableado
Protocolo
Bus
Ethernet
Local Talk
Estrella
Par Trenzado
Estrella en Anillo
Token Ring
Arbol
Coaxial
Fibra Optica
Topología de Anillo
Los nodos de la red se disponen en un anillo cerrado conectados a él mediante enlaces
punto a punto. La información describe una trayectoria circular en una única dirección y
el nodo principal es quien gestiona conflictos entre nodos al evitar la colisión de tramas
de información. En este tipo de topología, un fallo en un nodo afecta a toda la red
aunque actualmente hay tecnologías que permiten mediante unos conectores
especiales, la desconexión del nodo averiado para que el sistema pueda seguir
funcionando. La topología de anillo esta diseñada como una arquitectura circular, con
cada nodo conectado directamente a otros dos nodos. Toda la información de la red
pasa a través de cada nodo hasta que es tomado por el nodo apropiado. Este esquema
de cableado muestra alguna economía respecto al de estrella. El anillo es fácilmente
expandido para conectar mas nodos, aunque en este proceso interrumpe la operación
de la red mientras se instala el nuevo nodo. Así también, el movimiento físico de un
nodo requiere de dos pasos separados: desconectar para remover el nodo y otra vez
reinstalar el nodo en su nuevo lugar.
Combinadas
Cuando se estudia la red desde el punto de vista puramente físico aparecen las
topologías combinadas.
Anillo en estrella
Esta topología se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red. Físicamente, la
red es una estrella centralizada en un concentrador, mientras que a nivel lógico, la red
es un anillo.
Bus en estrella
El fin es igual a la topología anterior. En este caso la red es un bus que se cablea
físicamente como una estrella por medio de concentradores.
Estrella jerárquica
Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales,
por medio de concentradores dispuestos en cascada para formar una red jerárquica.
La topologia de una red de cable coaxial es una linea, una cadena de Computadores
unidos a un único cable mediante unas piezas en forma de T que salen de éste. Si el
cable se rompe se interrumpe la comunicación en toda la red, lo cual no ocurre si lo
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que se ha desconectado es sólo el extremo de la T que une al computador con el
cable, en cuyo caso sólo ese Computador pierde la comunicación con la red.
La topologia de una red de cable de par trenzado es una estrella cuyo centro es
el hub, del cual parte un cable (que como explique medira menos de 100 metros de
largo para cada Computador ). Cuando unos de estos cables se rompe, la
comunicación sólo queda interrumpida entre ese Computador y la red, no afectando al
resto.
La topologia de una red de cable de par trenzado es una estrella cuyo centro es
el hub, del cual parte un cable (que como explique medira menos de 100 metros de
largo para cada Computador ). Cuando unos de estos cables se rompe, la
comunicación sólo queda interrumpida entre ese Computador y la red, no afectando al
resto.
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