Los ejemplos de topología de red física incluyen redes de topología de estrella, malla, árbol, anillo, punto a punto, circular, híbrida y de bus, cada una de las cuales consta de diferentes configuraciones de nodos y enlaces. La topología de red ideal depende del tamaño, la escala, los objetivos y el presupuesto de cada empresa. Un diagrama de topología de red ayuda a visualizar los dispositivos de comunicación, que se modelan como nodos, y las conexiones entre los dispositivos, que se modelan como enlaces entre los nodos.

Topología de malla

En una topología de malla, cada dispositivo está conectado a otro dispositivo a través de un canal particular. En Topología Mesh, los protocolos utilizados son AHCP (Ad Hoc Configuration Protocols), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), etc.

• Supongamos que el número N de dispositivos está conectado entre sí en una topología de malla, el número total de puertos que requiere cada dispositivo es N-1. En la Figura 1, hay 5 dispositivos conectados entre sí, por lo que el número total de puertos requeridos por cada dispositivo es 4. El número total de puertos requeridos=N*(N-1).

• Supongamos que una cantidad N de dispositivos están conectados entre sí en una topología de malla, entonces la cantidad total de enlaces dedicados necesarios para conectarlos es N C 2 , es decir, N (N-1)/2. En la Figura 1, hay 5 dispositivos conectados entre sí, por lo que el número total de enlaces necesarios es 5*4/2 = 10.

Ventajas de esta topología

• La comunicación es muy rápida entre los nodos.
• es robusto
• El fallo se diagnostica fácilmente. Los datos son confiables porque los datos se transfieren entre los dispositivos a través de canales o enlaces dedicados.
• Proporciona seguridad y privacidad.

Problemas con esta topología

• La instalación y configuración son difíciles.
• El costo de los cables es alto ya que se requiere cableado a granel, por lo que es adecuado para una menor cantidad de dispositivos.
• El costo de mantenimiento es alto.

Topología de estrella

En la topología en estrella, todos los dispositivos están conectados a un solo concentrador a través de un cable. Este concentrador es el nodo central y todos los demás nodos están conectados al nodo central. El concentrador puede ser de naturaleza pasiva, es decir, no un concentrador inteligente como los dispositivos de transmisión, al mismo tiempo el concentrador puede ser inteligente conocido como un concentrador activo. Los concentradores activos tienen repetidores en ellos. Se utilizan cables coaxiales o cables RJ-45 para conectar las computadoras. En la topología en estrella, se utilizan muchos protocolos LAN Ethernet populares como CD (detección de colisiones), CSMA (acceso múltiple con detección de portadora), etc.

Ventajas de esta topología

• Si se conectan N dispositivos entre sí en una topología de estrella, la cantidad de cables necesarios para conectarlos es N. Por lo tanto, es fácil de configurar.
• Cada dispositivo requiere solo 1 puerto, es decir, para conectarse al concentrador, por lo tanto, la cantidad total de puertos necesarios es N.
• es robusto Si un enlace falla, solo ese enlace afectará y no otro más.
• Fácil identificación de fallas y aislamiento de fallas.
• La topología en estrella es rentable ya que utiliza un cable coaxial económico.

Problemas con esta topología

• Si el concentrador (hub) en el que se basa toda la topología falla, todo el sistema colapsará.
• El costo de instalación es alto.
• El rendimiento se basa en el concentrador único, es decir, concentrador.

Topología de bus

La topología de bus es un tipo de red en la que cada computadora y dispositivo de red está conectado a un solo cable. Es bidireccional. Es una conexión multipunto y una topología no robusta porque si falla la red troncal, la topología falla. En la topología de bus, varios protocolos MAC (Control de acceso a medios) son seguidos por conexiones Ethernet LAN como TDMA, Pure Aloha, CDMA, Slotted Aloha, etc.

Ventajas de esta topología

• Si N dispositivos están conectados entre sí en una topología de bus, entonces la cantidad de cables necesarios para conectarlos es 1, conocido como cable principal, y se requieren N líneas de derivación.
• Los cables coaxiales o de par trenzado se utilizan principalmente en redes basadas en bus que admiten hasta 10 Mbps.
• El costo del cable es menor en comparación con otras topologías, pero se usa para construir redes pequeñas.
• La topología de bus es una tecnología familiar, ya que las técnicas de instalación y resolución de problemas son bien conocidas.

 Problemas con esta topología

• Una topología de bus es bastante más simple, pero aun así requiere mucho cableado.
• Si el cable común falla, todo el sistema colapsará.
• Si el tráfico de la red es pesado, aumenta las colisiones en la red. Para evitar esto, en la capa MAC se utilizan varios protocolos conocidos como Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD, etc.
• Agregar nuevos dispositivos a la red ralentizaría las redes.
• La seguridad es muy baja.

Topología de anillo

En esta topología, forma un anillo que conecta dispositivos con exactamente dos dispositivos vecinos.

Se utilizan varios repetidores para la topología en anillo con una gran cantidad de nodos, porque si alguien quiere enviar algunos datos al último nodo en la topología en anillo con 100 nodos, los datos tendrán que pasar a través de 99 nodos para llegar al 100. nodo. Por lo tanto, para evitar la pérdida de datos, se utilizan repetidores en la red.

Los datos fluyen en una sola dirección, es decir, es unidireccional, pero se puede hacer bidireccional al tener 2 conexiones entre cada Nodo de Red, se llama Topología de Doble Anillo. Topología en anillo, las estaciones de trabajo utilizan el protocolo Token Ring Passing para transmitir los datos.

El método de acceso más común de la topología en anillo es el paso de tokens.

Paso de token: es un método de acceso a la red en el que se pasa un token de un nodo a otro nodo.

Token: Es una trama que circula por la red.

Las siguientes operaciones que tienen lugar en la topología de anillo son:

• Una estación se conoce como estación de monitoreo que asume toda la responsabilidad de realizar las operaciones.
• Para transmitir los datos, la estación debe tener el token. Una vez finalizada la transmisión, el token se liberará para que lo utilicen otras estaciones.
• Cuando ninguna estación esté transmitiendo los datos, entonces el token circulará en el anillo.
• Hay dos tipos de técnicas de liberación de tokens: la liberación temprana de tokens libera el token justo después de transmitir los datos y la liberación retardada de tokens libera el token después de que se recibe el reconocimiento del receptor.

Ventajas de esta topología

• La transmisión de datos es de alta velocidad.
• La posibilidad de colisión es mínima en este tipo de topología.
• Barato de instalar y ampliar.
• Es menos costoso que una topología en estrella.

Problemas con esta topología

• La falla de un solo nodo en la red puede hacer que toda la red falle.
• La resolución de problemas es difícil en esta topología.
• La adición de estaciones intermedias o la eliminación de estaciones puede perturbar toda la topología.
• Menos seguro.

Topología de árbol

Esta topología es la variación de la topología en estrella. Esta topología tiene un flujo jerárquico de datos. En Topología de Árbol se utilizan protocolos como DHCP y SAC (Configuración Automática Estándar).

En esta topología, los diversos concentradores secundarios están conectados al concentrador central que contiene el repetidor. Estos datos fluyen de arriba a abajo, es decir, desde el concentrador central al secundario y luego a los dispositivos o de abajo hacia arriba, es decir, los dispositivos al concentrador secundario y luego al concentrador central. Es una conexión multipunto y una topología no robusta porque si falla la red troncal, la topología falla.

Ventajas de esta topología

• Permite conectar más dispositivos a un solo concentrador central, por lo que disminuye la distancia que recorre la señal para llegar a los dispositivos.
• Permite que la red se aísle y también priorice desde diferentes computadoras.
• Podemos agregar nuevos dispositivos a la red existente.
• La detección y corrección de errores son muy fáciles en una topología de árbol.

Problemas con esta topología

• Si el concentrador central falla, todo el sistema falla.
• El costo es alto debido al cableado.
• Si se agregan nuevos dispositivos, se vuelve difícil reconfigurar.

Topología híbrida

Esta tecnología topológica es la combinación de todos los diversos tipos de topologías que hemos estudiado anteriormente. Se utiliza cuando los nodos son libres de tomar cualquier forma. Significa que pueden ser topologías individuales, como en anillo o en estrella, o pueden ser una combinación de varios tipos de topologías vistas anteriormente. Cada topología individual usa el protocolo que se ha discutido anteriormente.

Esta topología es una combinación de todos los diferentes tipos de redes.

Ventajas de esta topología

• Esta topología es muy flexible.
• El tamaño de la red se puede expandir fácilmente agregando nuevos dispositivos.

Problemas con esta topología

• Es un reto diseñar la arquitectura de la Red Híbrida.
• Los concentradores utilizados en esta topología son muy caros.
• El costo de la infraestructura es muy alto ya que una red híbrida requiere mucho cableado y dispositivos de red .

¿Cuál es la importancia de la topología de red?

El diseño de una red tiene un impacto directo en la funcionalidad de la red. Seleccionar la topología correcta puede mejorar el rendimiento y la eficiencia de los datos, optimizar la asignación de recursos y reducir los costos operativos. Los diagramas de topología de red creados por software son referencias importantes para diagnosticar problemas de conectividad de red, investigar ralentizaciones de red y, en general, solucionar problemas. Uno de los principales usos de la topología de red es definir la configuración de varias redes de telecomunicaciones, incluidas las redes informáticas, las redes de radio de comando y control y los buses de campo industriales.

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