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La topología de red está en el corazón de la construcción de una red cableada o inalámbrica funcional. Para un rendimiento óptimo, los dispositivos en red se organizan en topologías específicas que salvaguardan el flujo efectivo de datos entre ellos. Conocer los tipos clave de topología de red es esencial para comprender o construir redes. En este artículo, se explican 7 tipos de topología de red con ejemplos.
¿Qué es la topología de red?
La topología de red es cómo las computadoras, antenas, sensores y otros dispositivos participantes se organizan e interactúan en una red. Se pueden utilizar varios tipos de topología para organizar y dirigir el flujo de datos dentro de las redes.
La selección de la topología más adecuada es una parte fundamental del diseño de red y tiene en cuenta:
El tipo de dispositivos en la red (p. ej., computadoras, antenas, teléfonos, sensores) La aplicación de red Red esperada rendimiento y capacidad Las tecnologías utilizadas para conectar dispositivosExigencias de gestión y mantenimientoCoste
Los 7 tipos de topología de red
Estas son las topologías de red predominantes. Pueden ser cableados o inalámbricos y se utilizan en telecomunicaciones, TI y cualquier otro arreglo práctico de nodos donde fluyen o se intercambian datos:
1. Topología de red punto a punto
Este es el tipo de conexión de red más básico y se puede utilizar como elemento básico para las topologías de red más complejas que se describen a continuación.
¿Qué es un punto? ¿red a punto?
Una conexión de red punto a punto es un enlace único por cable o inalámbrico que conecta dos computadoras, dispositivos o nodos. Hay un intercambio de datos unidireccional o bidireccional entre los dos puntos y el flujo de datos puede protegerse contra interferencias.
Dependiendo del ancho de banda disponible, un enlace punto a punto puede intercambiar grandes cantidades de datos con conectividad de alta velocidad y alto rendimiento.
Características de una conexión punto a punto
En una conexión punto a punto:
Solo hay dos dispositivos participantesLos datos pueden fluir uni o bidireccionalmenteNo hay concentrador de red o controlador Los datos intercambiados no tienen que ser administrados o empaquetados específicamente
Pros y contras de una conexión punto a punto
Ventajas de una conexión punto a punto:
Conexión rápida y confiable, capaz de proporcionar un enlace de datos de alta velocidad. Simple y económico de instalar en distancias cortas. Las distancias largas se pueden cubrir con un enlace inalámbrico. Los enlaces punto a punto pueden conectar varios dispositivos para formar otras topologías de red.
Desventajas de una conexión punto a punto:
La interferencia o ataque de la conexión afecta a ambos dispositivos. Los datos solo se comparten entre dos dispositivos.
Ejemplos de topología de red punto a punto
Una aplicación exitosa de la topología de red punto a punto es el uso de enlaces inalámbricos para conectividad de banda ancha en el hogar. En lugares donde la conectividad a Internet por cable o fibra no está disponible, las empresas de Internet inalámbrico pueden configurar un enlace inalámbrico que proporcione un intercambio de datos de alta velocidad entre el backhaul de una empresa de Internet y una residencia doméstica remota o rural.
2. Topología de red en estrella
En una red en estrella, cada nodo está conectado individualmente a un concentrador o conmutador central.
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La red en estrella es una de las topologías de red originales y más comunes. Se generalizó a través del uso en ARCNET y Ethernet redes de área local.
¿Qué es una red en estrella?
Una red en estrella es una disposición de nodos conectados, donde cada nodo participante está conectado de forma individual y directa a un concentrador o conmutador central. Representado gráficamente, parece una estrella o los rayos de una rueda.
El concentrador es el controlador de red y el conducto principal para el intercambio de datos. Los datos no se pueden intercambiar entre nodos, todo debe pasar por el concentrador que dirige el flujo de información. Las redes en estrella pueden ser cableadas o inalámbricas.
Características de una red en estrella
En una red en estrella:
Todas las conexiones (alámbricas o inalámbricas) terminan en un punto central. Las redes en estrella se pueden escalar conectando o desconectando nodos del concentrador central. Cualquier pérdida de conectividad con el concentrador solo afecta a un nodo individual en lugar de a toda la red.
Pros y contras de las redes en estrella
Las ventajas de las redes en estrella incluyen:
Una conexión fallida en un nodo no provoca tiempo de inactividad en toda la red. Los dispositivos se pueden conectar y desconectar sin necesidad de tiempo de inactividad. Grandes redes pueden admitirse en este arreglo con control centralizado.
Las desventajas de las redes en estrella incluyen:
El hub es la parte más vulnerable de la red. Si falla, toda la red se cae.
Ejemplo de topología de red en estrella
Las redes ZigBee para la administración inteligente del hogar se basan en un solo controlador al que los dispositivos se conectan individualmente para monitoreo y control.
3. Topología de red de bus
Ethernet continúa utilizando la topología de bus.
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La topología de línea o bus está estrechamente relacionada con el desarrollo de Ethernet en 1972 por Robert Metcalfe. Ethernet sigue siendo una de las principales tecnologías de red que utilizan esta topología.
¿Qué es una red de bus?
Un bus (o red de línea) es una topología de red en la que todos los dispositivos participantes en la red están conectados a una longitud lineal común de cable, conocida como un autobús. El cable suele ser un cable de red RJ-45 o coaxial y forma una columna vertebral o troncal para la red.
Hay dos tipos de topología de bus:
Topología de bus lineal con todos los nodos conectados a una longitud de cable de extremo a extremoTopología de bus distribuido, donde los nodos están conectados a un cable ramificado que tiene múltiples puntos finales.
En las redes de bus, el tráfico de la red se mueve a lo largo de la red troncal lineal, que puede formar una red de retorno de Internet por cable. Cada nodo en una red de bus se denomina estación, y todas las estaciones reciben el tráfico de la red y tienen la misma prioridad de transmisión. Para evitar colisiones, la red utiliza una tecnología de control de acceso como el acceso múltiple con detección de portadora (CSMA).
Características de una topología de bus
En una red de bus:
Los dispositivos son conectado linealmente a lo largo de uno o más cables. Los extremos del cable deben terminarse cuidadosamente con absorbentes de señal para evitar la reflexión de la señal. Los cables de bus no terminados hacen eco, produciendo un fenómeno de interferencia llamado timbre.
Pros y contras de las redes de bus
Las ventajas de las redes de bus incluyen:
Bajo costoTopología eficiente para redes pequeñas y contenidasFácil de agregar o quitar dispositivosRequiere menos cableado La pérdida de un nodo no afecta a los demás nodos de la red
Las desventajas de las redes de bus incluyen:
Los daños en el cable principal provocan la caída de toda la red. Debido a que todos los dispositivos utilizan un solo conexión del cable, la solución de problemas se vuelve difícil. Estas redes escalan mal y pueden volverse lentas si el tráfico de la red es alto. Debido a que todos los dispositivos comparten el bus, si un solo nodo se infecta o piratea, todos los nodos pueden verse comprometidos.
Ejemplo de topología de red de bus
Las primeras formas de redes Ethernet (décadas de 1970 y 1980) usaban arquitectura de red de bus. No es frecuente en la actualidad, excepto en las redes que interactúan con sistemas heredados.
4. Topología de red en anillo
En una topología en anillo, todos los nodos están conectados en un anillo.
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La topología de red en anillo es otra de las topologías LAN anteriores que introdujo IBM en 1984.
¿Qué es una red en anillo?
Una red en anillo consta de nodos conectados en forma de anillo, con cada nodo conectado a otros dos nodos. Una red en anillo forma una única vía continua para el flujo de datos, que pasa a través de cada nodo secuencialmente.
El flujo de datos en las redes en anillo puede ser unidireccional o bidireccional. Los flujos de datos unidireccionales pueden ser en sentido horario o antihorario. Las implementaciones prácticas de redes en anillo pueden usar el anillo como una red troncal de alta velocidad y usar un concentrador o concentrador para dirigir la red.
Características de una red en anillo
En una red en anillo:
Los dispositivos están conectados en un anillo a nivel lógico. Los paquetes de datos se manejan por cada nodo de la red. Los enlaces entre nodos pueden ser unidireccionales o bidireccionales. Las redes en anillo se pueden fortalecer y proteger contra fallas mediante el uso de un anillo de respaldo (red de doble anillo). El anillo secundario puede girar en sentido contrario (red de anillos en C).
Ventajas y desventajas de las redes de bus
Las ventajas de las redes en anillo incluyen:
La red no está monopolizada por ningún nodo único. Los nodos tienen acceso equitativo a la transmisión y recepción de datos. Puede hacer frente a cargas de red más pesadas que una red de bus. La instalación y la configuración son fáciles. La conectividad punto a punto entre cada nodo participante facilita la identificación y reparación de fallas.
Las desventajas de las redes en anillo incluyen:
Los daños en la columna vertebral de la red en anillo cerrarán toda la red. Las redes en anillo no escalan bien y se ralentizan si hay un tráfico de red excesivo..Un solo nodo pirateado o infectado puede comprometer toda la red. El ajuste de las redes en anillo generalmente requiere tiempo de inactividad para toda la red.
Ejemplos de topología de red en anillo
Las redes IBM Token Ring (IEEE 802.5) son el ejemplo más conocido de redes en anillo. La característica es un marco propietario de tres bytes llamado token que es intercambiado por los dispositivos participantes en la red.
Otros ejemplos de redes en anillo incluyen:
La red de sistemas de telefonía PSTN Sistema de señalización n.º 7 Redes SONET Interfaz de datos distribuidos de fibra (FDDI)
5. Topología de red de malla
En una topología de malla, varios nodos están todos interconectados.
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Las redes de malla fueron desarrolladas por el sector de defensa en la década de 1980. Su adopción más amplia se retrasó debido a su alto costo y complejidad. La adopción de redes en malla ha aumentado constantemente desde finales de la década de 1990.
¿Qué es una red en malla?
Las redes en malla constan de varios nodos que están todos interconectados. Los enlaces entre nodos individuales son no jerárquicos, bidireccionales y dinámicos, lo que permite que los datos se distribuyan por toda la red y que los nodos envíen y reciban datos de nodos a los que no están conectados directamente.
Estas redes pueden ser cableadas o inalámbricas. Las redes inalámbricas en malla también se conocen como redes ad hoc inalámbricas. Las redes mesh pueden ser parciales, con menos interconexiones entre dispositivos y un controlador, o completas, con todos los dispositivos en la conexión de red.
Las redes de malla son resistentes porque la red no depende de ningún nodo único. Aunque las redes de malla a menudo tienen un controlador, son capaces de autoorganizarse y autoconfigurarse.
Características de una red en malla
En una red en malla:
Los nodos no son jerárquicos. Los datos se pueden enrutar a través de la red de varias formas. Topología en malla. tiene la apariencia de una red de pesca, debido a la interconexión de los dispositivos participantes.
Ventajas y desventajas de las redes en malla
Las ventajas de las redes en malla incluyen:
Altamente escalables y sólidas Se pueden agregar y configurar nuevos nodos sin perturbar el resto de la redFalla o el compromiso de un nodo no cierra toda la red. Los enlaces punto a punto entre los nodos individuales son resistentes. y topologías de red heredadas. Las redes de malla cableada son extremadamente caras debido a la cantidad de cable necesaria para realizar las conexiones. La implementación puede ser complicada.
Ejemplos de topología de red en malla
La tecnología de red en malla ha ingresado al mercado de consumo con la introducción de Wi-Fi en malla. En lugar de depender de un solo enrutador en una ubicación fija en la propiedad, el Wi-Fi de malla consiste en múltiples nodos que están interconectados, intercambiando datos de forma inalámbrica en grandes edificios o campus.
6. Topología de red en árbol
Con la topología de árbol, los nodos posteriores se conectan jerárquicamente desde un nodo raíz.
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La topología de red de árbol fue desarrollada en 1971 por Rudolf Bayer y Ed McCreight en Boeing Labs. Esta topología de red también se conoce como topología de árbol B y de bus y estrella.
¿Qué es una red de árbol?
Las redes de árbol tienen una topología que tiene un nodo raíz con nodos posteriores conectados en una jerarquía. El nodo raíz o”principal”suele ser un controlador que transmite datos a través de varias generaciones de nodos”secundarios”. Un arreglo alternativo tiene varias topologías en estrella conectadas a un solo bus, lo que lleva al nombre de topología Star Bus.
Características de una red en árbol
En una red en árbol:
Los nodos se organizan en una topología jerárquica. Los datos se enrutan a través de la red desde una red primaria. , principal o nodo controlador Las redes en estrella contenidas se pueden organizar a lo largo de un cable de red de bus ramificado
Pros y contras de las redes en árbol
Las ventajas de las redes en árbol incluyen:
Resiliencia de la red: si un nodo falla, el resto de la red puede seguir funcionando. Fácil de escalar Detección de errores sencilla Equipos de TI puede administrar y mantener estas redes
Las desventajas de las redes en árbol incluyen:
Las redes en árbol cableadas requieren muchos cables. La pérdida del concentrador o el nodo de control destruye toda la red
Ejemplo de topología de red en árbol
Los árboles B que se utilizan en la programación informática, los sistemas de archivos y las bases de datos son un ejemplo de esta topología.
7. Topología de red híbrida
La topología de red híbrida crea una estructura de red novedosa al combinar al menos dos topologías de red distintas.
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La topología híbrida es la más variada de estas topologías de red y puede incluir elementos de las topologías descritas anteriormente.
¿Qué es una red híbrida?
Una red híbrida combina al menos dos topologías de red distintas para crear una estructura de red novedosa. El desarrollo de redes híbridas se atribuye al trabajo de Wittie et al, quienes desarrollaron el hipercubo que abarca bus.
Los tipos de red híbrida incluyen:
Las redes en anillo en estrella se componen de varias redes en estrella dispuestas en un anillo. Las redes de hipermalla son aquellas en las que un bus conecta cada nodo con todos los demás nodos de la red. ¡Redes de copos de nieve con múltiples redes en estrella dispuestas en una estrella! Las redes en estrella jerárquicas se componen de redes en estrella dispuestas en una jerarquía.
Una excepción es el uso de una red en árbol en una combinación, ya que cualquier red que incluya una red en árbol es una red en árbol.
Características de una red híbrida
En una red híbrida:
Se combinan varias topologías de red para crear una red con la máxima solidez, utilidad y rendimiento.
Pros y contras de las redes híbridas
Las ventajas de las redes híbridas incluyen:
Es posible un alto grado de personalización Las fortalezas de los tipos de redes individuales se pueden maximizar y las debilidades minimizadoFácil escalado y alta flexibilidadA menos que un nodo individual sea un controlador, la red es resistente contra el tiempo de inactividad
Las desventajas de las redes híbridas incluyen:
Alto costoDesarrollo e implementación complejos
Ejemplo de red híbrida topología
Las redes celulares de quinta generación o 5G tienen una topología de red híbrida. Esto se debe a que la tecnología RAN 5G no es convencional y utiliza múltiples tecnologías de telecomunicaciones, incluidas redes de antenas distribuidas de celdas pequeñas y acceso a redes de código abierto para lograr su cobertura y rendimiento.
En conclusión
La mayoría de las redes se organizan utilizando estas topologías convencionales para garantizar que funcionen de manera competente y sigan siendo resistentes. El diseño de red exitoso utilizará estos 7 tipos de topología de red como base, haciendo cambios y adaptaciones, dirigidos por los requisitos del mundo real de la red.
Tipos de topología de red explicados: con ejemplos Preguntas frecuentes)
¿Qué es una red de área local?
Una red de área local o LAN conecta dispositivos dentro de un área pequeña. Los dispositivos como computadoras, impresoras y televisores están conectados en una sola ubicación física.
¿Qué es una red de área amplia?
La arquitectura de red describe el diseño de una red, incluidos los componentes físicos de la red y cómo están organizados.
¿Qué es un nodo?
Los nodos son puntos de comunicación, puntos de redistribución o puntos finales en una red. Hacen el trabajo de transmitir, recibir o usar datos en la red.
¿Qué es la capa física de una red?
La capa física de una red es la primera capa de la red en el modelo OSI de 7 capas de redes informáticas. Se ocupa de cómo se conectan físicamente los dispositivos en la red, incluida la topología de la red.
¿Qué es la arquitectura de red?
La arquitectura de red describe el diseño de una red, incluidos los componentes físicos de la red y cómo están organizados.