Tema 2

Topologia de las redea de computadoras
¿Que es la topologia de una red?

La topología es l arreglo (físico o logico) donde los dispositivos o nodos de una red se interconectan sobre un medio de comunicación. La topologia en una red determina la forma de comunicación entre sus nodos. Una topología en una red determina el número de nodos que se conectarán, el metodo de acceso múltiple, el tiempo de respuesta, velocidad de la información, costo, tipo de aplicaciones, etcetera.


Las topologias pueden ser de dos tipos:
a)Topologíás física: Se refiere al diseño actual de el medio de transmisión de la red.

b)Topologías logicas: Se refiere a la trayectoria lógica que una señal a su paso por los nodos de la red.

TOPOLOGIA FISICA: Las topologias fisicas más comunes son: ducto, estrella, anillo, malla y las hibridas. Cada una de estas tiene sus ventas y desventajas, asi como sus aplicaciones especificas.

Topología de ducto (bus) Una topologia de ducto o bus esta caracterizada por una dorsal principal con dispositivos de red intercnectado a lo largo de la dorsal. Las redes de ductos son consideradas como topologías pasivas. Cuando éstas estan listas para transmitir, ellas se aseguran que no haya nadie más transmitiendo en el ducto, y entonces ellas envian sus paquetes de información. 

 La topología estrella extendida en un ambiente LAN, es facil de configurar, de costo accesible, y tiene más redundancia que la topolía de ducto. En vez de conectar todos los dispositivos a un nodo central, los nodos se conectaran a otros dispositivos subcentrales, permitiendo más funcionalidad para establecer subredes y creando tambien más puntos de falla. Mientras la topología estrella extendida se adapta mejor a redes grandes.

Un ejemplo aplicado de una topología estrella extendida, en un ambiente MAN, es la telefonía celular. El nodo central es el conmutador que se encarga de establecer la comunicación entre las terminales móviles. Al conmutador central se conectan vía enlace de microondas, las radiobases o antenas de telefonía celular. A su vez, las radiobases se conectan vía frecuencias de telefonía celular a las terminales móviles.

Topología de anillo (ring)

Una topología de anillo conecta los dispositivos de red uno tras otro sobre el cable en un círculo físico. La topología de anillo mueve información sobre el cable en una dirección y es considerada como una topología activa. Las computadoras en la red retransmiten los paquetes que reciben y los envían a la siguiente computadora en la red. El acceso al medio de la red es otorgado a una computadora en particular en la red por un "token". El token circula alrededor del anillo y cuando una computadora desea enviar datos, espera al token y posiciona de él. La computadora entonces envía los datos sobre el cable. La computadora destino envía un mensaje (a la computadora que envió los datos) que de fueron recibidos correctamente. La computadora que transmitio los datos, crea un nuevo token y los envía a la siguiente computadora, empezando el ritual de paso de token o estafeta (token passing) nuevamente.

La topología de anillo es muy utlizada en redes CAN y MAN, en enlaces de fibra óptica (SONET, SDH) y FDDI en redes de campus.

Topología de malla (mesh)
La topología de malla (mesh) utiliza conexiones redundantes entre los dispositivos de la red aí como una estrategía de tolerancia a fallas. Cada dispositivo en la red está conectado a todos los demás (todos conectados con todos). Este tipo de tecnología requiere mucho cable (cuando se utiliza el cable como medio, pero puede ser inalámbrico también). Pero debido a la redundancia, la red puede seguir operando si una conexión se rompe.

Las redes de malla, obviamente, son mas difíciles y caras para instalar que las otras topologías de red debido al gran número de conexiones requeridas.

La red Internet utiliza esta topología para interconectar las diferentes compañías telefónicas y de proveedoras de Internet, mediante enlaces de fibra óptica.

Existen mallas conectadas completamente y otras, conectadas parcialmente. Las mallas completas son aquellas donde todos sus nodos tienen una conexión con el resto de los nodos más próximos. En una malla parcial, no necesariamente todos los nodos deberán de estar conectados con todos.

En el caso de ambientes LAN, CAN, MAN es poco práctico poner en marcha este tipo de redes, pero en ambientes WAN las redes de malla son utilizadas por las compañías telefónicas. Las centrales telefónicas de cada ciudad están conectadas en malla con las poblaciones vecinas, de esta manera se puede llegar a cualquier parte del mundo. El servicio de Internet y otros de telecomunicaciones proveídos por las compañías telefónicas son transportados por esta red de malla, que se forma con la unión de todas las compañías proveedoras de servicios de telecomunicaciones del orbe, utilizando como dorsal la fibra óptica.

Topologías híbridas

Las topologías híbridas son la combinación de dos o más topologías en una misma red. La topología de árbol y la jerárquica son ejemplos de topologías híbridas, aunque, pueden darse más combinaciones de acuerdo con las necesidades específicas de la organización.

TOPOLOGÍAS LÓGICAS

Las topologías lógicas definen cómo los dispositivos de red se comunicarán a través de las topologías físicas, es decir cómo los dispositivos simultáneamente accederán al medio de comunicación de una manera ordenada. Existen dos tipos de topologías lógicas a nivel de LAN. 

    ► Topología con medio compartido 

    ► Topología basada en token

Medio compartido

En este tipo de topología lógica todos los dispositivos tienen la habilidad de acceder al medio de comunicación compartido en cualquier momento. Este hecho se convierte en ventaja y desventaja, a la vez. La principal desventaja es que como el medio de comunicación es compartido se pueden ocasionar colisiones, donde dos o más nodos de la red transmitan al mismo tiempo, dando como resultado que se pierdan los paquetes y deban renviarse hasta que no existan más colisiones. Ethernet es el ejemplo más característico y utiliza como protocolo de acceso al medio el CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection).

Para redes pequeñas, la topología lógica de medio compartido funciona bien pero cuando se incrementa el número de nodos aumenta la probabilidad de colisiones. Para evitar esto se recomienda segmentar las redes con un número pequeño de nodos, haciendo uso de hubs o switchs, reduciendo el dominio de colisiones. Las redes con medios compartidos son típicamente implementadas en topologías físicas, como bus, estrella o híbridas.

Basadas en token

Las topologías lógicas basadas en token funcionan utilizando un testigo o estafeta (token) para proveer acceso al medio físico, el cual recorre la red en un orden lógico. Para que un nodo pueda transmitir o recibir información necesita forzosamente tener el token en su poder en ese momento. A diferencia del medio compartido, vimos que en este esquema todos los nodos pueden transmitir en cualquier momento. En una red basada en token, no ocurre eso, se necesita el token para realizar la acción. La principal desventaja de este método es el retardo, es decir, el tiempo que recorre el token en dar la vuelta para que determinado nodo pueda transmitir. La ventaja respecto al esquema anterior, es la ausencia de colisiones. Las redes basadas en token se adaptan más para topologías físicas en anillo.