¿Que es una topologia de red?

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 redes a que nos referimos.^[1]
Un ejemplo claro de esto es la topología de árbol, la cual es llamada así por su apariencia estética, por la cual puede comenzar con la inserción del servicio de internet desde el proveedor, pasando por el router, luego por un switch y este deriva a otro switch u otro router o sencillamente a los hosts (estaciones de trabajo), el resultado de esto es una red con apariencia de árbol porque desde el primer router que se tiene se ramifica la distribución de Internet, dando lugar a la creación de nuevas redes o subredes tanto internas como externas. Además de la topología estética, se puede dar una topología lógica a la red y eso dependerá de lo que se necesite en el momento.
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. Así, en un anillo con un concentrador (unidad de acceso a múltiples estaciones, MAU) podemos decir que tenemos una topología en anillo, o de que se trata de un anillo con topología en estrella.
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

Tipos de topologías

Los estudios de topología de red reconocen ocho tipos básicos de topologías:

• Punto a punto(point to point, PtP) o Peer-to-Peer (P2P)
• En bus (“conductor común” o bus) o lineal (line)
• En estrella (star)
• En anillo (ring) o circular
• En malla (mesh)
• En árbol (tree) o jerárquica
• Topología híbrida, combinada o mixta, por ej. circular de estrella, bus de estrella
• Cadena margarita (daisy chain)

Red punto a punto

El software de servidor y de cliente normalmente se ejecutan en computadoras distintas, pero también es posible que una misma computadora desempeñe las dos funciones a la vez. En pequeñas empresas y hogares, muchas computadoras funcionan como servidores y clientes en la red. Este tipo de red se denomina red punto a punto.
Las redes punto a punto son aquellas que responden a un tipo de arquitectura de reden las que cada canal de datos se usa para comunicar únicamente dos nodos, en clara oposición a las redes multipunto, en las cuales cada canal de datos se puede usar para comunicarse con diversos nodos.
En una red punto a punto, los dispositivos en red actúan como socios iguales, o pares entre sí. Como pares, cada dispositivo puede tomar el rol de esclavo o la función de maestro. En un momento, el dispositivo A, por ejemplo, puede hacer una petición de un mensaje / dato del dispositivo B, y este es el que le responde enviando el mensaje / dato al dispositivo A. El dispositivo A funciona como esclavo, mientras que B funciona como maestro. Un momento después los dispositivos A y B pueden revertir los roles: B, como esclavo, hace una solicitud a A, y A, como maestro, responde a la solicitud de B. A y B permanecen en una relación recíproca o par entre ellos.

• Las redes punto a punto son relativamente fáciles de instalar y operar. A medida que las redes crecen, las relaciones punto a punto se vuelven más difíciles de coordinar y operar. Su eficiencia decrece rápidamente a medida que la cantidad de dispositivos en la red aumenta.
• Los enlaces que interconectan los nodos de una red punto a punto se pueden clasificar en tres tipos según el sentido de las comunicaciones que transportan:
  • Simplex: la transacción sólo se efectúa en un solo sentido.
  • Half-duplex: la transacción se realiza en ambos sentidos, pero de forma alternativa, es decir solo uno puede transmitir en un momento dado, no pudiendo transmitir los dos al mismo tiempo.
  • Full-duplex: la transacción se puede llevar a cabo en ambos sentidos simultáneamente. Cuando la velocidad de los enlaces semi-dúplex y dúplex es la misma en ambos sentidos, se dice que es un enlace simétrico, en caso contrario se dice que es un enlace asimétrico.
    

Características, Ventajas y Desventajas de las redes punto a punto

Características

• Se utiliza en redes de largo alcance (WAN).
• Los algoritmos de encaminamiento suelen ser complejos, y el control de errores se realiza en los nodos intermedios además de los extremos.
• Las estaciones reciben sólo los mensajes que les entregan los nodos de la red. Estos previamente identifican a la estación receptora a partir de la dirección de destino del mensaje.
• La conexión entre los nodos se puede realizar con uno o varios sistemas de transmisión de diferente velocidad, trabajando en paralelo.
• Los retardos se deben al tránsito de los mensajes a través de los nodos intermedios.
• La conexión extremo a extremo se realiza a través de los nodos intermedios, por lo que depende de su fiabilidad.
• La seguridad es inherente a la propia estructura en malla de la red en la que cada nodo se conecta a dos o más nodos.
• Los costos del cableado dependen del número de enlaces entre las estaciones. Cada nodo tiene por lo menos dos interfaces.

Ventajas

Fáciles de configurar.

Menor complejidad.

Menor costo dado a que no se necesita dispositivos de red ni servidores dedicados.

Desventajas

Administración no centralizada.

No son muy seguras.

Todos los dispositivos pueden actuar como cliente y como servidor, lo que puede relentizar su funcionamiento.

No son escalables

Reducen su rendimiento

Redes de araña

*Redes de araña

 La topología en estrella reduce la posibilidad de fallo de red conectando todos los nodos a un nodo

central. Cuando se aplica a una red basada en la topología estrella este concentrador central reenvía

todas las transmisiones recibidas de cualquier nodo periférico a todos los nodos periféricos de la red,

algunas veces incluso al nodo que lo envió. Todos los nodos periféricos se pueden comunicar con los

demás transmitiendo o recibiendo del nodo central solamente. Un fallo en la línea de conexión de

cualquier nodo con el nodo central provocaría el aislamiento de ese nodo respecto a los demás, pero

el resto de sistemas permanecería intacto. El tipo de concentrador hub se utiliza en esta topología,

aunque ya es muy obsoleto; se suele usar comúnmente un switch.

La desventaja radica en la carga que recae sobre el nodo central. La cantidad de tráfico que deberá soportar es

grande y aumentará conforme vayamos agregando más nodos periféricos, lo que la hace poco recomendable

para redes de gran tamaño. Además, un fallo en el nodo central puede dejar inoperante a toda la red. Esto

último conlleva también una mayor vulnerabilidad de la red, en su conjunto, ante ataques.

Si el nodo central es pasivo, el nodo origen debe ser capaz de tolerar un eco de su transmisión. Una red, en

estrella activa, tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas

relacionados con el eco.

 

Video

https://www.youtube.com/watch?v=zsOvCfGFWN44

Topologia en maya

Esta topología, a diferencia de otras más usuales como la topología en árbol y latopología 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)^{[cita requerida]}.
Las redes en malla pueden prescindir de enrutamiento manual, o apenas requerir atención para el mantenimiento de éste. Si se implementan protocolos de enrutamiento dinámicos, podrían considerarse “autoenrutables”, exceptuando escenarios en los que el tamaño y/o carga de la red son muy variables, o se requiere una tolerancia a fallos prácticamente nula (por ejemplo, debido a la labor crítica que desempeñan algunos de los nodos que la componen). La comunicación entre dos nodos cualesquiera de una red en malla puede llevarse a cabo incluso si uno o más nodos se desconectan de ésta de forma imprevista, o si alguno de los enlaces entre dos nodos adyacentes falla, ya que el resto evitarán el paso por ese punto —los nodos adyacentes a un nodo o enlace fallido propagarán un cambio en la tabla de rutas, notificando a nodos contiguos del cambio en la red, y así sucesivamente. En consecuencia, una red en malla resulta muy confiable. Una red con topología en malla ofrece total redundancia y por tanto una fiabilidad y tolerancia a fallos superiores. Aunque la facilidad de solución de problemas y el aumento de la confiabilidad son ventajas muy interesantes, estas redes resultan caras de instalar, pues requiere forzosamente la interconexión de cada nodo con los nodos vecinos (aumentando el número deinterfaces de las que debe disponer cada nodo) y el coste de la infraestructura –cableado, switches/puentes, repetidores de señal, puntos de acceso, etcétera– de toda la red. Por ello cobran mayor importancia en el caso de redes parcial o totalmente inalámbricas —la redundancia de rutas para un mismo destino compensa una mayor susceptibilidad a fallos, entre otros inconvenientes propios de las redes sin hilos.

• Si desaparece no afecta tanto a los nodos de redes.

El número de enlaces que existen en una malla completa, i.e, una topología en malla en la que existe un enlace punto-a-punto entre todos los terminales, viene dado por la siguiente fórmula:

Topologias en añillo doble

La topología de anillo doble es igual a la topología de anillo, con la diferencia de que hay un segundo anillo redundante que conecta los mismos dispositivos.

En otras palabras, para incrementar la fiabilidad y flexibilidad de la red, cada dispositivo de red forma parte de dos topologías de anillo independiente.
La topología de anillo doble actúa como si fueran dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez.

En lugar de un anillo, hay dos para aumentar la fiabilidad de la red.

Uno de los anillos se utiliza para la transmisión y el otro actúa como anillo de seguridad o reserva. Si aparece un problema, como un fallo en el anillo o una ruptura del cable, se reconfigura el anillo y continúa la transmisión.

Una de las ventajas de la topología de anillo doble es la redundancia.

La red FDDI es un ejemplo de anillo doble.

FDDI utiliza el sistema de pase de testigo en una configuración de doble anillo. El tráfico en una red FDDI está formado por dos flujos similares que circulan en direcciones opuestas alrededor de dos anillos que giran en sentido contrario. Un anillo se denomina «anillo principal» y el otro «anillo secundario».

En un anillo doble, dos anillos permiten que los datos se envíen en ambas direcciones. Esta configuración crea redundancia (tolerancia a fallos), lo que significa que si uno de los anillos falla, los datos pueden transmitirse por el otro.
Normalmente, el tráfico sólo circula por el anillo principal. Si el anillo principal falla, automáticamente FDDI reconfigura la red, de forma que los datos circulen por el anillo secundario en la dirección opuesta

TOTALMENTE CONEXA

La red totalmente conexa es una topologia muy eficaz ya que esta unida totalmente todos los nodos aqui se muestra las topologias que al unirlas nos da una totalmente conexa.En caso de que uno de los cableados se llegue a dañar de algún nodo la información no se vera afectada para los demas nodos. 

Red en arbol

Topología de red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, la conexión en árbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas.

Es una variación de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones.
Cuenta con un cable principal (backbone) al que hay conectadas redes individuales en bus.

Topologias mixtas

Las topologías mixtas son aquellas en las que se aplica una mezcla entre alguna de las otras topologías : bus, estrella o anillo. Principalmente podemos encontrar dos topologías mixtas: Estrella - Bus y Estrella - Anillo.
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.