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Clasifica la red LAN TOPOLOGIAS DE RED Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163  Clasifica la red LAN Topologías de red Definición de Topología La topología (del griego τόπος, 'lugar', y λόγος, 'estudio') es la rama de las matemáticas dedicada al estudio de aquellas propiedades de los cuerpos geométricos que permanecen inalteradas por transformaciones continuas. Es una disciplina que estudia las propiedades de los espacios topológicos y las funciones continuas. La topología se interesa por conceptos como proximidad, número de agujeros, el tipo de consistencia (o textura) que presenta un objeto, comparar objetos y clasificar múltiples atributos donde destacan conectividad, compacidad, metricidad, entre otros. El término topología se utiliza para identificar a un área de la matemática que estudia la continuidad y otros conceptos originados a partir de ella. Se trata de una especialización vinculada a las propiedades y características que poseen los cuerpos geométricos y que se mantienen sin alteraciones gracias a cambios continuos, con independencia de su tamaño o apariencia. Topología de red Es el arreglo físico o lógico en el cual los dispositivos o nodos de una red (e.g. computadoras, impresoras, servidores, hubs, switches, enrutadores, etc.) se interconectan entre sí sobre un medio de comunicación. Está compuesta por dos partes, la topología física, que es la disposición real de los cables (los medios) y la topología lógica, que define la forma en que los hosts acceden a los medios. Las topologías físicas que se utilizan comúnmente son de bus, de anillo, en estrella, en estrella extendida, jerárquica y en malla. 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. Los componentes fundamentales de una red son el servidor, los terminales, los dispositivos de red y el medio de comunicación. En algunos casos, se puede usar la palabra arquitectura en un sentido relajado para hablar a la vez de la disposición física del cableado y de cómo el protocolo considera dicho cableado. La topología de red la determina únicamente la configuración de las conexiones entre nodos. La distancia entre los nodos, las interconexiones físicas, las tasas de transmisión y los tipos de señales no pertenecen a la topología de la red, aunque pueden verse afectados por la misma. Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163  Clasifica la red LAN Topología de Bus Una red en bus es aquella topología que se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal. Como está construida Los extremos se terminan con una resistencia de acople denominada el terminador, que además de indicar que no existen más ordenadores en el extremo, permiten cerrar el bus por medio de un acople de impedancias. Es la tercera de las topologías principales. Las estaciones están conectadas por un único segmento de cable. A diferencia de una red en anillo, el bus es pasivo, no se produce generación de señales en cada nodo o router. En la topología de bus todos los nodos (computadoras) están conectados a un circuito común (bus). La información que se envía de una computadora a otra viaja directamente o indirectamente, si existe un controlador que enruta los datos al destino correcto. La información viaja por el cable en ambos sentidos a una velocidad aproximada de 10/100 Mbps y tiene en sus dos extremos una resistencia (terminador). Se pueden conectar una gran cantidad de computadoras al bus, si un computador falla, la comunicación se mantiene, no sucede lo mismo si el bus es el que falla. El tipo de cableado que se usa puede ser coaxial, par trenzado o fibra óptica. En una topología de bus, cada computadora está conectada a un segmento común de cable de red. El segmento de red se coloca como un bus lineal, es decir un cable largo que va de un extremo a otro de la red, y al cual se conecta cada nodo de ésta. El cable puede ir por el piso, las paredes, el techo o por varios lugares, siempre y cuando sea un segmento continuo. Ventajas  Facilidad de implementación y crecimiento.  Fácil adaptación.  Simplicidad en la arquitectura.  Es una red que no ocupa mucho espacio. Desventajas  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. Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163  Clasifica la red LAN Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163  Clasifica la red LAN Topología de anillo Una red en anillo es una topología de red en la que cada nodo se conecta exactamente a otros dos nodos, formando una única ruta continua, para las señales a través de cada nodo: un anillo. Los datos viajan de un nodo a otro, y cada nodo maneja cada paquete. Como está construida Los anillos pueden ser unidireccionales, el tráfico gira en sentido a las manecillas del reloj alrededor del anillo, o bidireccional (como en SONET/SDH). Debido a que una topología en anillo unidireccional proporciona sólo una ruta entre dos nodos cualquiera, las redes en anillo unidireccionales pueden verse interrumpidas por la falla de un solo enlace. Una falla de nodo o una rotura de cable podrían aislar cada nodo conectado al anillo. En respuesta, algunas redes de anillo agregan un "anillo de contra-rotación" (C-Ring) para formar una topología redundante: en el caso de una ruptura, los datos se envuelven nuevamente en el anillo complementario antes de llegar al final del cable, manteniendo una ruta a cada nodo a lo largo del C-Ring resultante. Dichas redes de "doble anillo" incluyen el Sistema de señalización por canal común n.º 7 (SS7), el Spartial Reuse Protocol, la Interfaz de datos distribuidos de fibra (FDDI) y el anillo de paquetes resistente. Las redes 802.5 (también conocidas como redes IBM Token Ring), evitan la debilidad de una topología en anillo: en realidad usan una topología en estrella en la capa física y una unidad de acceso a medios (MAU) para imitar un anillo en la capa de enlace de datos. Todos los SS7 y algunos anillos SONET/SDH tienen dos conjuntos de enlaces bidireccionales entre nodos. Esto permite el mantenimiento o las fallas en múltiples puntos del anillo por lo general sin perder el tráfico primario en el anillo externo al cambiar el tráfico al anillo interno más allá de los puntos de falla. Ventajas  Red muy ordenada donde cada dispositivo tiene acceso al token y la oportunidad de transmitir.  Se desempeña mejor que una topología de bus bajo una gran carga de red  No requiere un nodo central para administrar la conectividad entre las computadoras  Debido a la configuración de línea de punto a punto de los dispositivos con un dispositivo en cada lado (cada dispositivo está conectado a su vecino inmediato), es bastante fácil de instalar y reconfigurar, ya que agregar o quitar un dispositivo requiere mover solo dos conexiones.  La configuración de línea punto a punto facilita la identificación y el aislamiento de fallas.  La reconfiguración de las fallas de línea de los anillos bidireccionales puede ser muy rápida, ya que la conmutación se produce en un nivel alto y, por lo tanto, el tráfico no requiere ser redirigido individualmente. Desventajas  Una estación de trabajo defectuosa puede crear problemas para toda la red.  Mover, agregar y cambiar los dispositivos puede afectar la red  El retraso en la comunicación es directamente proporcional al número de nodos en la caja de cambios  El ancho de banda se comparte en todos los enlaces entre dispositivos  Más difícil de configurar que una topología en estrella Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163  Clasifica la red LAN Topología de Estrella Se utiliza sobre todo para redes locales (LAN). La mayoría de las redes de área local que tienen un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta topología. El punto o nodo central en estas sería el switch o el hub, por el que pasan todos los paquetes de usuarios. Como está construida Una red en estrella es una red de computadoras donde las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se hacen necesariamente a través de ese punto (conmutador, repetidor o concentrador). Los dispositivos no están directamente conectados entre sí, además de que no se permite tanto tráfico de información. Dada su transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo central “activo” que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco. 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 de cada uno de ellos Desventajas  Si el hub (repetidor) o switch central falla, toda la red deja de transmitir.  Es costosa, ya que requiere más cables que otras topologías  El cable viaja por separado del concentrador a cada computadora. Implementación Es la topología más usada hoy en día. Consiste en una interconexión de los diferentes nodos de la red a través de un hub o switch, también llamado centro de conexiones o concentrador, de forma que cada nodo tenga su propio canal de transmisión. Será tarea del concentrador determinar cuáles son los datos que deja pasar. Lo que este hace es recibir la señal del emisor seleccionado y retransmitirlo sin aplicarle ningún cambio a través de todas sus otras interfaces conectadas. Un ejemplo de red estrella sería ethernet con par trenzado, que obviamente usa Google para funcionar día a día. También puede suceder que a veces el concentrador es un servidor que también actúa como puerta de enlace. Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163  Clasifica la red LAN Topología de Malla Todos los nodos están conectados entre sí. Esto posibilita que cada máquina pueda comunicarse con otro paralelamente, independientemente de los procesos que tenga activos. Una topología de red en la que cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por distintos caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores. Funcionamiento Esta topología, a diferencia de otras más usuales como la topología en árbol y la topología en estrella, no requiere de un nodo central, con lo que se reduce el riesgo de fallos, y por ende el mantenimiento periódico (un error en un nodo, sea importante o no, no implica la caída de toda la red). Ventajas  el flujo de información es constante  la información requerida llegue a su destinatario, a tener diferentes vías de conexión los fallos que puedan producirse en alguna de ellas no suelen acarrear problemas mayores  Otorga bastante seguridad a los usuarios, el proceso comunicativo siempre va a seguir su curso Desventajas  La tipología malla es muy cara de mantener, ya que se necesita mucho cableado.  En caso de fallas podría afectar al ordenador.  Si se utiliza de manera inalámbrica el precio de la instalación es mucho más cara.  Puede dificultar en la instalación de nuevos dispositivos, ya que se necesitaría conectar el dispositivo con todos los otros dispositivos.  Las redes malla son difíciles de gestionar y solucionar problemas. Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163  Clasifica la red LAN Topología de árbol Muy parecida a la topología de estrella. Su principal cometido es facilitar la administración de la red mediante una jerarquización de los nodos sin contar con un nodo central. Como está construida La red en árbol es una topología de red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un concentrador central. En cambio, tiene un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. Es una variación de la red en bus, el fallo de un nodo no implica una interrupción en las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones. La topología en árbol puede verse como una combinación de varias topologías en estrella. Tanto la de árbol como la de estrella son similares a la de bus cuando el nodo de interconexión trabaja en modo difusión, pues la información se propaga hacia todas las estaciones, solo que en esta topología las ramificaciones se extienden a partir de un punto raíz (estrella), a tantas ramificaciones como sean posibles, según las características del árbol. Los problemas asociados a las topologías anteriores radican en que los datos son recibidos por todas las estaciones sin importar para quién vayan dirigidos. Es entonces necesario dotar a la red de un mecanismo que permita identificar al destinatario de los mensajes, para que estos puedan recogerlos a su arribo. Además, debido a la presencia de un medio de transmisión compartido entre muchas estaciones, pueden producirse interferencia entre las señales cuando dos o más estaciones transmiten al mismo tiempo. Es la mejor topología de red que existe y con ella los datos fluyen de una manera más rápida que en los otros tipos de topologías de red. Ventajas  Cableado punto a punto para segmentos individuales.  Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.  Facilidad de resolución de problemas.  Mucho más rápida que otra. Desventajas  Se requiere mucho cable.  Es poco fiable para las empresas distribuidas  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. Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163  Clasifica la red LAN Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163  Clasifica la red LAN Topología híbrida En la topología híbrida o topología mixta las redes pueden utilizar diversas topologías para conectarse. La topología mixta es una de las más frecuentes y se deriva de la unión de varios tipos de topologías de red, de aquí el nombre de “mixtas” o “híbridas”. Ejemplos de topologías mixtas: en árbol, estrella-estrella, bus-estrella, etc. Como está construida Su implementación se debe a la complejidad de la solución de red, o bien al aumento en el número de dispositivos, lo que hace necesario establecer una topología de este tipo. Las topologías mixtas tienen un costo muy elevado debido a su administración y mantenimiento, ya que cuentan con segmentos de diferentes tipos, lo que obliga a invertir en equipo adicional para lograr la conectividad deseada. Entonces sus características son:  Comúnmente utilizan dos tipos de topologías híbridas (topología estrella-bus y estrella-anillo)  Su diseño se basa en la combinación de otras topologías  Están conectadas a un concentrador Ventajas  Si falla algún nodo no le pasa nada a la red.  Rapidez de acceso a la red.  Combina las ventajas de las que disponen otras redes.  Tienen mayor tolerancia a fallos que otras topologías.  Una topología híbrida puede diagnosticar y aislar los fallos de manera eficiente. Desventajas  Si el concentrador principal se cae, se viene abajo toda la red.  Su costo de implementación es muy elevado.  Puede ser difícil de configurar, dependiendo de la complejidad de las redes a combinar.  Difíciles de establecer, extender y resolver cuando se presentan problemas.  Requiere más cableado entre sus nodos que otros tipos de redes.  Las redes híbridas de gran tamaño comúnmente requieren varios concentradores inteligentes. Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163  Clasifica la red LAN Ejemplo de la implementación de una red mixta o hibrida Para conocer más acerca de las topologías, te invito:  Visita este sitio https://losterricolas-inc.weebly.com/topologia-hiacutebrida.html  Video Cisco Topologías: https://www.youtube.com/watch?v=awLJkNHBoms  Video de topología hibridas https://www.youtube.com/watch?v=pgEWQ6pePWE&feature=youtu.be Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163  Clasifica la red LAN Tabla comparativa de las topologías Topología Características Ventajas Desventajas Reduce la posibilidad de fallo de Radica en la carga que recae red conectando todos los nodos sobre el nodo central. La a un nodo central. Cuando se cantidad de tráfico que deberá Tiene un nodo central aplica a una red basada en la soportar es grande y activo que normalmente topología estrella este aumentará conforme vayamos tiene los medios para concentrador central reenvía las agregando más nodos prevenir problemas transmisiones recibidas de periféricos, lo que la hace poco Estrella relacionados con el eco. Se cualquier nodo periférico a recomendable para redes de utiliza sobre todo para todos los nodos periféricos de la gran tamaño. Además, un fallo redes locales. red, algunas veces incluso al en el nodo central puede dejar nodo que lo envió. inoperante a toda la red. Los datos en estas redes fluyen del emisor hasta el Un fallo en el concentrador concentrador. Este Posibilidad de desconectar provoca el aislamiento de controla realiza todas las elementos de red sin causar todos los nodos a él funciones de red además problemas. conectados. Estrella de actuar como Facilidad para la detección de Se han de comprar hubs o amplificador de los datos. fallo y su reparación. concentradores. Esta configuración se suele Gran facilidad de instalación. Requiere más cable que la utilizar con cables de par topología de bus. trenzado. La topología de árbol combina características de Tiene nodos periféricos Si falla un enlace que conecta la topología de estrella con individuales (por ejemplo hojas) con un nodo hoja, ese nodo Árbol la de bus. Consiste en un que requieren transmitir a y hoja queda aislado; si falla un conjunto de subredes recibir de otro nodo solamente enlace con un nodo que no sea estrella conectadas a un y no necesitan actuar como hoja, la sección entera queda bus. Esta topología facilita repetidores o regeneradores. aislada del resto. el crecimiento de la red. Tiene un único canal de Se requieren terminadores. comunicaciones Requiere menos cable que una Es difícil detectar el origen de (denominado bus, troncal o topología estrella. un problema cuando toda la backbone) al cual se red "cae". Bus conectan los diferentes Es fácil conectar nuevos nodos a No se debe utilizar como única dispositivos. De esta forma la red. solución en un gran edificio. todos los dispositivos Toda la red se caería si hubiera comparten el mismo canal una ruptura en el cable para comunicarse entre sí. principal. Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163  Clasifica la red LAN Topología Características Ventajas Desventajas No existe un patrón obvio de enlace y nodos, el cableado no sigue un Puede ser difícil de configurar, modelo determinado, de Combina las ventajas de las que dependiendo de la Mixta los nodos variables, las disponen otras redes. complejidad de las redes a redes que se encuentran combinar. en las primeras etapas de construcción. Si la red de malla está El sistema provee un El costo de la red puede completamente conectada, acceso equitativo para aumentar en los casos en los puede existir absolutamente todas las computadoras. que se implemente de forma ninguna interrupción en las Malla alámbrica, la topología de red El rendimiento no decae comunicaciones. No requiere de y las características de la cuando muchos usuarios un servidor o nodo central, con misma implican el uso de más utilizan la red. lo que se reduce el recursos. mantenimiento. La falla de una computadora Conecta a las Se trata de una arquitectura altera el funcionamiento de Anillo computadoras con un solo muy sólida, que pocas veces toda la red. cable en forma de círculo. entra en conflictos con usuarios. Las distorsiones afectan a toda la red. Muy eficaz ya que está unida totalmente todos los Computador se conecta al resto Totalmente nodos aquí se muestra las de computadores por medio de Dificultad en la instalación. Conexa topologías que al unirlas cables sin ser necesario un Puede implicar altos costos. nos da una totalmente servidor. conexa. Su implementación se debe a la Es una de las más Tienen un costo muy elevado complejidad de la solución de frecuentes y se deriva de la debido a su administración y red, o bien al aumento en el Hibridas unión de varios tipos de mantenimiento, ya que número de dispositivos, lo que topologías de red, de aquí cuentan con segmentos de hace necesario establecer una el nombre de híbrida. diferentes tipos. topología. Docente: Franklin Quevedo – CBTis 163