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Topología de red

¿Qué son las redes? Pues a grandes rasgos podemos decir que son, básicamente, un grupo de ítems que se encuentran conectados entre sí. Y por ítems se puede entender distintas cosas, como por ejemplo personas, equipos informáticos, dispositivos, etc.

Las redes están configuradas y montadas de distintas formas, y justamente allí es donde nos topamos con el concepto de topología de red.

¿Qué es la topología de red? ¿Cuántos tipos distintos hay? Esto y más te lo contamos a continuación. Todos estos conceptos, detalles y características serán los que descubriremos hoy en este artículo.

¿Qué es la topología de red?

Para entender bien la topología de red es importante que primero conozcamos los términos que componen este concepto. Como ya decíamos al comienzo del artículo, las redes son, hablando a grandes rasgos, un grupo de dispositivos que está conectados entre sí.

Esta conexión puede darse de distintas formas como cableada o inalámbrica. Para que exista una red es imprescindible que al menos dos dispositivos estén conectados entre sí. Un dispositivo solo por su cuenta nunca podrá formar una red.

Las redes de computadoras, o redes informáticas si así preferimos llamarlas, consisten en un grupo de computadoras o servidores conectados unos con otros. Esta conexión se puede lograr haciendo uso de cables o bien mediante un enlace inalámbrico utilizado alguna tecnología inalámbrica como por ejemplo Bluetooth, WiFi, entre otras.

Topología de Red

El objetivo de una red de computadoras es el de compartir información y recursos rápidamente, y esto se logra mediante los tipos de conexiones ya mencionadas. El mejor ejemplo de una red de computadoras es, sin lugar a dudas, Internet, donde millones de equipos informáticos se encuentran conectados entre sí a través de una gran red mundial que cubre todo el planeta.

La otra mitad del concepto es la referente a la topología. Consiste en el estudio de las relaciones entre diferentes entes que forman parte de un grupo. Estos entes varían dependiendo del campo que sea estudiado: por ejemplo a nivel geoespacial el objeto de estudio son distintos cuerpos geométricos y la forma en que se relacionan unos con otros.

¿Cómo podemos aplicar todo esto a lo que son las redes informáticas? Pues de forma muy sencilla, definiendo lo que conocemos como topología de red, que consiste en el estudio de una red informática y las relaciones que se establecen entre los dispositivos que la conforman.

La topología de red es representada principalmente mediantes distintos tipos de mapas que muestran cómo está conformada una determinada red. Dicho de otra forma, la topología de red también podemos definirla cómo la configuración de una red, es decir, de qué manera están conectados los distintos nodos que la componen.

Dependiendo del tipo de topología de red se puede clasificar de distintas formas: topología de red de bus lineal, topología de red en anillo, topología de red en anillo doble, topología de red en estrella, topología de red jerárquica o de árbol, topología en malla y topología de red irregular.

Una red de computadoras puede estar conformada de forma muy sencilla, por ejemplo utilizando solo dos equipos y un cable que los una, o bien puede consistir en una red mucho más compleja que conecte varios equipos distintos y requiera de switchs y routers.

¿Para qué sirve la topología de red?

Como ya mencionábamos, la topología de red se utiliza para definir de qué forma estará conformada una red, es decir, de qué manera estarán conectados los distintos componentes de la misma. Es importante resaltar que la topología de red es determinada por un solo factor, y dicho factor es únicamente las conexiones que se dan entre los distintos equipos.

La topología de red no es determinada bajo ningún concepto por distintas variables como la distancia que puede haber entre un nodo y otro, el tipo de conexión (ya sea cableada o inalámbrica) o la velocidad de la conexión en sí. Si bien la topología de red no es determinada por estas variables, sí es cierto que las mismas sí pueden verse influidas por la topología de red utilizada.

Utilizar la topología de red correcta es extremadamente importante, ya que si no lo hacemos podemos toparnos con ciertos problemas como costos más elevados, falta de redundancia, problemas en la velocidad de transmisión de datos, dificultad para encontrar el origen de un fallo, entre otros. Usar la topología de red adecuada a un proyecto nos permitirá bajar los costos, mantenerlos en el margen de lo esperado y no encontrarnos con feas sorpresas más adelante que se pueden evitar con solo implementar la topología más óptima.

Una topología de red está formada por ciertos elementos que son los siguientes:

  • Nodos: los nodos son los equipos que almacenan y procesan datos para posteriormente enviarlos a otros nodos según sea necesario. En términos prácticos, los nodos suelen ser computadoras o algún dispositivo con el fin que ya hemos mencionado.
  • Cableado: en el caso de redes cableadas es necesario utilizar cables para montarla. Estos cables permiten transferir datos a altas velocidad entre los nodos o entre un nodo y un procesador central, dependiendo de cómo esté montada la red. Existen distintos tipos de cables que permiten transferir datos a distintas velocidades. En general la fibra óptica es el tipo más utilizado dado su alto rendimiento relación costo-rendimiento.
  • Switchs, hubs y/o concentradores: un switch puede jugar distintos papeles en una red, aunque su tarea básica es distribuir los datos al nodo que le sea indicado. Dependiendo del tipo de red también se le puede dar el nombre de concentrador. Existen incluso redes que posee múltiples switchs, aunque también se posible implementar topologías de red que no hacen uso de ningún switch. En algunos casos en lugar de un switch es posible encontrarnos con un hub, dependiendo siempre de la topología de red usada.

De acuerdo a cómo esté conformada la topología de red, le podemos dar distintos tipos de clasificaciones que ya mencionábamos anteriormente, es decir, la topología de red se puede clasificar en distintos tipos. Veamos a continuación en qué consisten cada uno de ellos.

Tipos de Topología de Red

Las topologías de red se encuentran distribuidas en tipos según la forma en que las redes estén configuradas. Dependiendo de los nodos y los enlaces que existan entre ellos o entre un punto central, se puede hablar de distintos tipos de topología de red. Los tipos de topologías de red son 7 en total y los veremos aquí abajo en un apartado donde además de las características de cada uno también vamos a ver cuáles son sus ventajas y desventajas.

Topología de red en anillo

En este tipo de topología de red encontramos que cada equipo estará conectado a otros dos, y de esa manera se forma una ruta que, como indica el nombre de la topología, tendrá una forma de anillo o de círculo.

La dirección del tráfico puede variar según cómo esté configurada la red. Podemos tener por ejemplo una dirección en un solo sentido, que puede ser tanto hacia la derecha o hacia la izquierda, es decir, en el mismo sentido que los relojes o en sentido opuestos a ellos. También es posible hacer uso de una configuración bidireccional, de manera tal que los datos puedan viajar en ambos sentidos.

Entre las ventajas a la hora de utilizar la topología de red en anillo sin dudas lo más destacable es el orden que está red posee, ya que está muy bien estructurada. Posee además mayor rendimiento en comparación a otras topologías como por ejemplo la de bus lineal. Además de todo esto es no solo fácil de implementar sino también de modificar, ya que por si por ejemplo fuera necesario quitar un nodo solo se deben cambiar dos de las conexiones.

Si miramos las desventajas veremos que la principal es que si tenemos un nodo problemático entonces toda la red podría perder rendimiento. La forma más sencilla de evitar este problema es implementar una topología similar que ya veremos más abajo: la de anillo doble.

Otra desventaja es que cuanto mayor sea el número de nodos que conforman la red más tiempo demorarán los datos en llegar a ellos, ya que es necesario pasar por todos los anteriores.

Topología en anillo doble

Este tipo de topología de red nace a partir de la topología de red en anillo, y de hecho existe principalmente para solucionar una de las grandes desventajas que esta última presenta, aunque a su vez posee otros beneficios.

La topología de red en anillo doble posee una estructura parecida a la topología de red en anillo ya que en ella los nodos están conectados a cada nodo que se encuentra a su lado, es decir, cada nodo se conecta a otros dos, y entre todos forman un anillo.

¿En qué difiere con la topología de red en anillo tradicional entonces? Pues que existe un segundo canal que conecta todos los nodos, lo cual conforma un segundo anillo y de ahí que sea conocida como topología de red de anillo doble.

¿Cuáles son las ventajas de la topología de red de anillo doble? Primero y principal la redundancia, ya que gracias a que se usan dos canales se puede seguir operando en uno en caso de que el otro presente problemas, lo cual a su vez hace que la red pueda ser más confiable y sin dudas también más flexible. Aparte de esto posee las ventajas ya mencionadas en la topología de red de anillo común.

Como desventaja sin lugar a dudas la principal sería su costo, ya que nos costará mucho más que una topología de red de anillo tradicional. Fuera de esto también puede presentar problema en la distribución del ancho de banda, dependiendo de la cantidad de nodos que conformen la red.

Topología de red de bus lineal

Es probablemente el tipo de topología de red más sencillo. Conocido como topología de red línea, de bus, o una mezcla de ambas, este tipo de topología cuenta con un único canal al cual se conectan todos los nodos. Este canal es el que recibe el nombre de bus y es utilizado por todos los nodos que forman parte de la red y es allí donde se producen todas las comunicaciones e intercambios de datos.

La topología de red en bus es excelente para compartir datos entre varios equipos de forma simultánea, dado que estos tienen un mismo canal de comunicación que se comparte entre todos ellos.

¿Cuáles son las ventajas y las desventajas de este tipo de topología de red? En este caso las ventajas son ciertamente menos que las desventajas. Para empezar, la topología de red en bus lineal es fácil de montar y también de expandir, es relativamente simple lo que hace fácil trabajar con ella y en términos de espacio está bien optimizada.

Sin embargo posee algunas desventajas serias, como una limitación en el número de equipos conectados dependiendo de la velocidad de transmisión de los datos. Además de eso es difícil encontrar el origen de fallos y cualquier problema en el canal impactará en todos los nodos conectados.

Topología de red en estrella

La topología de red en estrella es uno de los tipos más simples y en cierta forma es bastante parecida a la de bus línea ya que todos los nodos tienen un punto de conexión en común, solo que en esta ocasión no se trata de un canal en común que los conecta a todos ellos.

En la topología de red en estrella los nodos están todos conectados con un punto en común que recibe el nombre de concentrador. Este punto en común es por donde pasan todos los datos que son despachados a cada nodo según sea necesario, y por supuesto cualquier dato que un nodo envíe también pasará por allí.

La topología de red en estrella posee una serie de ventajas que incluyen por ejemplo la capacidad para poder agregar, mover o quitar nodos muy fácilmente, es decir que es extremadamente fácil de reconfigurar. Si un nodo falla el resto de los nodos de la red no se verán afectados, y además las fallas suelen ser muy fáciles de detectar.

La principal desventaja de la topología de red en estrella es sin lugar a dudas el punto central, ya que si hay algún problema en el concentrador entonces toda la red se verá afectada por el mismo. Otro problema es su costo, dado que por lo general se necesitan más cables que los usados en las topologías de red en bus y en forma de anillo por ejemplo.

Topología jerárquica o de árbol

La topología de red jerárquica o de árbol es otro tipo de topología de red muy utilizado. Se podría decir que esta topología es similar a la topología de red en estrella, aunque un poco más compleja, dado que en realidad estaría conformada por dos o más redes en estrellas pero que no están conectadas entre sí.

En la topología de red jerárquica se cuenta con un switch central al cual están conectadas el resto de las subredes, que por supuesto cada una de ellas cuenta con un nodo propio, es decir, a partir de un solo switch se extienden varias redes adicionales independientes unas de otras. La forma gráfica de esta topología es similar a la de un árbol o a un orden de jerarquía, de lo cual deriva su nombre por supuesto.

Las ventajas de la topología de red jerárquica incluyen un cableado de nodo a nodo para cada red individual que la conforma, lo cual da independencia de las otras redes. Suele ser de alta velocidad y por lo general además es fácil detectar problemas.

La topología de red jerárquica posee una serie de desventajas, siendo la mayor de todas el switch principal sin dudas, ya que si el mismo sufre algún problema entonces la red entera se verá afectada, incluyendo cualquier subred. Junto a esto, es una topología difícil de montar y de configurar, y además es bastante costosa dado que se necesita una gran cantidad de cableado para poder montarla.

Topología de red irregular

Y finalmente tenemos a la topología de red irregular. Mientras que en todas las otras topologías de red que vimos a lo largo del artículo es posible distinguir algún tipo de patrón o estructura organizada en la red, en la topología de red irregular esto no sucede.

En la topología de red irregular no vamos a encontrar ninguna organización ni patrón que sea seguido como sucede en los otros tipos de topología de red. Los cables no tienen un orden y de cada nodo pueden salir distintas cantidades de cables. Este tipo de red es a la que a veces se llega por accidente cuando la topología no es planeada de forma adecuada, o bien se utiliza de manera provisoria mientras se requiere hacer uso de una red que todavía se encuentra en proceso de ser montada.

Ventajas como tal en realidad no posee, aunque dependería del cableado. Dado que no se sigue un patrón no se puede decir por ejemplo que todas las redes irregulares posean una redundancia por ejemplo, aunque ciertamente pueden tenerla. Si una red irregular posee alguna ventaja o no debe ser examinado caso por caso, lo cual no ocurre en redes con una topología mejor definida.

Como desventaja sin lugar a dudas se vuelve más difícil encontrar errores, además puede darse el caso de que se estén utilizando cables demás de forma innecesaria, aumentando así los costos. No es una topología que se recomiende para redes que sean muy importantes, aunque a veces se vuelve necesario implementarla en redes que manejan un rápido crecimiento hasta que pueda darse con la topología de red más adecuada.

Topología en malla

La topología en malla es probablemente una de las mejores que existen, y se inspira en parte en la topología de red en forma de anillo aunque es más compleja que eso ya que en este caso todos los equipos se encuentra conectados con todos. Sí, esto implica una gran cantidad de cables, pero los beneficios sin lugar a dudas son muy grandes.

En la topología en malla no se hace uso de un punto central, ya que no es requerido para nada, dado que todos los nodos están conectados entre sí es posible transferir datos de uno a otro de diversas formas sin necesidad de contar con un solo punto en común entre todos ellos, distinto por ejemplo a lo que ocurre en la topología en estrella o en la topología de bus lineal.

Como desventaja la única realmente existente es el costo, ya que se elevará mucho dado la gran cantidad de cableado que se necesita para montarla, pero dejando eso de lado el resto en realidad son puros beneficios.

La redundancia de la topología en malla es sin dudas inigualable, ya que todos los nodos se conectan con todos, de forma que es posible usar una ruta alternativa si alguna presenta problemas. Al no utilizar un concentrador o similar su mantenimiento se vuelve más complejo, y además de esto reconfigurarla es más sencillo de lo que parece a primera vista.

Conclusión

Como hemos visto existen una buena cantidad de topologías de red. Las topologías de red varían de unas a otras dependiendo de cómo estén montadas las rutas entre los nodos. Una topología de red es, básicamente, la manera en que una red se encuentra organizada, y esto determinará a cuál tipo pertenecerá.

Dependiendo de cómo esté configurada una red se puede hablar de distintas topologías, incluyendo las siguientes: topología de red de bus lineal, topología de red en anillo, topología de red en anillo doble, topología de red en estrella, topología de red jerárquica o de árbol, topología en malla y topología de red irregular.

Cada tipo de topología de red presenta una serie de características, ventajas y desventajas que hace que sean diferentes entre sí. El uso de la topología de red correcta es importante para reducir costos y así no gastar demás, también es importante para lograr la velocidad de transmisión de datos adecuada y, dependiendo de qué tan crítica sea la red, para lograr una redundancia en caso que se presenten fallos en alguna ruta, en un nodo o en un concentrador o switch.


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