Este documento describe las principales topologías de redes. Describe las topologías de bus, estrella, árbol, anillo, malla y mixtas. Para cada topología, explica sus ventajas y desventajas. El documento también incluye un cuadro explicativo de los componentes básicos de una red.

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“Topología de Redes”
Redes I – Topología de Redes 1

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Índice
Redes I – Topología de Redes 2

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Introducción
Mediante el presente trabajo, daremos a conocer el concepto de topología de red y las
diferentes topologías de redes más comunes que existen para la emisión y recepción
de información.
Cuando hablamos de topología de una red, hablamos de su configuración. Esta
configuración recoge tres campos: físico, eléctrico y lógico. El nivel físico y eléctrico se
puede entender como la configuración del cableado entre máquinas o dispositivos de
control o conmutación. Cuando hablamos de la configuración lógica tenemos que
pensar en cómo se trata la información dentro de nuestra red, como se dirige de un
sitio a otro o como la recoge cada estación.
Daremos los conceptos básicos de cada topología, sus ventajas y desventajas.
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Historia
Los sistemas de cómputo permitieron almacenar gran cantidad de datos y al mismo
tiempo, analizarlos y procesarlos con diversos fines.
Al reducirse los costos de un sistema de cómputo, éstos fueron adquiridos por diversos
sectores de la población (educación, industria, militar, etc.).
Desaparece el modelo de “una sola computadora” y surge en su lugar el modelo de
“varias computadoras”, las cuales atienden las tareas de una empresa u organización.
Surge la necesidad de compartir los datos contenidos en sistemas de cómputo
independientes.
La evolución en las tecnologías de comunicación permitió conectar a varios sistemas
de cómputo independientes, logrando compartir los datos que cada uno de ellos
pudiera contener.
A partir de entonces, surgen las Redes de Computadoras.
Las redes tuvieron un gran impulso gracias a la investigación realizada para el proyecto
ARPAnet, iniciada desde 1960 con el desarrollo de TCP / IP.
Objetivo: lograr una comunicación robusta, a pesar de que los enlaces fallaran.
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Tema
Topología de Redes
El termino topología hace referencia a la forma en que está diseñada la red. Es la
representación geométrica de la relación entre todos los enlaces y los dispositivos que
los enlazan entre sí denominados nodos.
1.-Topología de BUS / Linear Bus
Consiste en un cable con un terminador en cada
extremo del que se cuelgan todos los elementos
de una red. Todos los Nodos de la Red están
unidos a este cable. Este cable recibe el nombre
de "Backbone Cable". Tanto Ethernet como
LocalTalk pueden utilizar esta topología.
En esta topología, los elementos que constituyen la red se disponen linealmente, es
decir, en serie y conectados por medio de un cable; el bus. Las tramas de información
emitidas por un nodo (terminal o servidor) se propagan por todo el bus (en ambas
direcciones), alcanzado a todos los demás nodos. Cada nodo de la red se debe
encargar de reconocer la información que recorre el bus, para así determinar cuál es la
que le corresponde, la destinada a él.
Es el tipo de instalación más sencillo y un fallo en un nodo no provoca la caída del
sistema de la red. Por otra parte, una ruptura del bus es difícil de localizar
(dependiendo de la longitud del cable y el número de terminales conectados a él) y
provoca la inutilidad de todo el sistema.
Como ejemplo más conocido de esta topología, encontramos la red Ethernet de Xerox.
El método de acceso utilizado es el CSMA/CD, método que gestiona el acceso al bus
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por parte de los terminales y que por medio de un algoritmo resuelve los conflictos
causados en las colisiones de información. Cuando un nodo desea iniciar una
transmisión, debe en primer lugar escuchar el medio para saber si está ocupado,
debiendo esperar en caso afirmativo hasta que quede libre. Si se llega a producir una
colisión, las estaciones reiniciarán cada una su transmisión, pero transcurrido un
tiempo aleatorio distinto para cada estación. Esta es una breve descripción del
protocolo de acceso CSMA/CD, pues actualmente se encuentran implementadas
cantidad de variantes de dicho método con sus respectivas peculiaridades. El bus es la
parte básica para la construcción de redes Ethernet y generalmente consiste de
algunos segmentos de bus unidos ya sea por razones geográficas, administrativas u
otras.
Ventajas de la topología de BUS:
Es Más fácil conectar nuevos nodos a la red.
Requiere menos cable que una topología estrella.
Facilidad de añadir estaciones de trabajo.
Manejo de grandes anchos de banda.
Sistema de simple manejo.
Desventajas de la topología de BUS:
Como hay un solo canal, si este falla, falla toda la red.
Se requiere terminadores.
Es difícil detectar el origen de un problema cuando toda la red cae.
No se debe utilizar como única solución en un gran edificio.
El desempeño se disminuye a medida que la red crece.
El canal requiere ser correctamente cerrado (caminos cerrados).
Altas pérdidas en la transmisión debido a colisiones entre mensajes.
Es una red que ocupa mucho espacio.
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2.-Topología de Estrella / Star
Es una topología estrella todos y cada
uno de los nodos de la red, estos se
conectan a un concentrador o hub.
Los datos es estas redes fluyen del
emisor hasta el concentrador, este
realiza todas las funciones de la red,
además actúa como amplificador de los
datos.
Todos los elementos de la red se
encuentran conectados directamente
mediante un enlace punto a punto al nodo central de la red, quien se encarga de
gestionar las transmisiones de información por toda la estrella. Evidentemente, todas
las tramas de información que circulen por la red deben pasar por el nodo principal, con
lo cual un fallo en él provoca la caída de todo el sistema. Por otra parte, un fallo en un
determinado cable sólo afecta al nodo asociado a él; si bien esta topología obliga a
disponer de un cable propio para cada terminal adicional de la red. La topología de
Estrella es una buena elección siempre que se tenga varias unidades dependientes de
un procesador, esta es la situación de una típica mainframe, donde el personal requiere
estar accesando frecuentemente esta computadora. En este caso, todos los cables
están conectados hacia un solo sitio, esto es, un panel central.
Equipo como unidades de multiplexaje, concentradores y pares de cables solo reducen
los requerimientos de cableado, sin eliminarlos y produce alguna economía para esta
topología. Resulta económico la instalación de un nodo cuando se tiene bien planeado
su establecimiento, ya que este requiere de una cable desde el panel central, hasta el
lugar donde se desea instalarlo.
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Ventajas de la Topología Estrella:
Gran facilidad de instalación
Posibilidad de desconectar elementos de red sin causar problemas.
Facilidad para la detección de fallo y su reparación.
Inconvenientes de la Topología de Estrella.
Requiere más cable que la topología de BUS.
Un fallo en el concentrador provoca el aislamiento de todos los nodos a él
conectados.
Se han de comprar hubs o concentradores.
Desventajas de la Topología Estrella:
Su funcionamiento depende del servidor central.
Su crecimiento depende de la capacidad del servidor central.
Si el nodo central falla, toda la red deja de transmitir.
Requiere más cable que la topología bus.
3.- Topología de Árbol / Tree
La topología de árbol combina
características de la topología de estrella
con la BUS. Consiste en un conjunto de
subredes estrella conectadas a un BUS.
Esta topología facilita el crecimiento de la
red.
Sin embargo, no todos los dispositivos se
conectan directamente al concentrador
central.
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La mayoría de los dispositivos se conectan a un concentrador secundario que, a su
vez, se conecta al concentrador central. Por este motivo se la denomina topología del
tipo árbol.
Posee un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el
que se ramifican los demás nodos.
Esta estructura de red se utiliza en aplicaciones de televisión por cable, sobre la cual
podrían basarse las futuras estructuras de redes que alcancen los hogares. También se
ha utilizado en aplicaciones de redes locales analógicas de banda ancha.
Ventajas de la Topología de Árbol:
Cableado punto a punto para segmentos individuales.
Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.
El Hub central al retransmitir las señales amplifica la potencia e incrementa la
distancia a la que puede viajar la señal.
Se permite conectar más dispositivos gracias a la inclusión de concentradores
secundarios.
Permite priorizar y aislar las comunicaciones de distintas computadoras.
Desventajas de la Topología de Árbol:
La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado.
Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo con él.
Es más difícil su configuración.
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4.- Topología de Anillo
Los nodos de la red se disponen en un anillo
cerrado conectado a él mediante enlaces punto
a punto. La información describe una
trayectoria circular en una única dirección y el
nodo principal es quien gestiona conflictos
entre nodos al evitar la colisión de tramas de
información. En este tipo de topología, un fallo
en un nodo afecta a toda la red aunque
actualmente hay tecnologías que permiten
mediante unos conectores especiales, la
desconexión del nodo averiado para que el
sistema pueda seguir funcionando. La
topología de anillo está diseñada como una arquitectura circular, con cada nodo
conectado directamente a otros dos nodos. Toda la información de la red pasa a través
de cada nodo hasta que es tomado por el nodo apropiado. Este esquema de cableado
muestra alguna economía respecto al de estrella. El anillo es fácilmente expandido
para conectar más nodos, aunque en este proceso interrumpe la operación de la red
mientras se instala el nuevo nodo. Así también, el movimiento físico de un nodo
requiere de dos pasos separados: desconectar para remover el nodo y otra vez
reinstalar el nodo en su nuevo lugar.
Ventajas de la Topología de Anillo:
La principal ventaja de la red de anillo es que se trata de una arquitectura muy
sólida, que pocas veces entra en conflictos con usuarios.
Si se poseen pocas estaciones se puede obtener un rendimiento óptimo.
El sistema provee un acceso equitativo para todas las computadoras.
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Desventajas de la Topología de Anillo:
La falla de una computadora altera el funcionamiento de toda la red.
Las distorsiones afectan a toda la red.
Si se posee gran cantidad de estaciones el rendimiento decaerá.
5.- Topología en doble anillo
En un anillo doble, dos anillos permiten que los
datos se envíen en ambas direcciones. Esto sirve
para poder aumentar la fiabilidad de la red. Las
estaciones están unidas entre sí creando un círculo
por medio de un cable común.
Ventajas de la Topología de Doble Anillo:
La falla de una computadora altera el funcionamiento de toda la red.
Redundancia (tolerancia frente a fallos).
Desventajas de la Topología de Doble Anillo:
La falla de una computadora altera el funcionamiento de toda la red.
Coste, ya que al ser doble se duplica la infraestructura necesaria.
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6.- Topología de Malla
La Red en malla es una topología de red
en la que cada nodo está conectado a
uno o más de los otros nodos. De esta
manera es posible llevar los mensajes de
un nodo a otro por diferentes caminos.
Las redes en malla son aquellas en las
cuales todos los nodos están conectados
de forma que no existe una
preeminencia de un nodo sobre otros, en cuanto a la concentración del tráfico de
comunicaciones.
Estas redes permiten en caso de una iteración entre dos nodos o equipos terminales de
red, mantener el enlace usando otro camino con lo cual aumenta significativamente la
disponibilidad de los enlaces.
Ventajas de la Topología de Malla:
Caminos alternativos para la transmisión de datos y en consecuencia aumento
de la confiabilidad de la red.
Como cada estación está unida a todas las demás existe independencia
respecto de la anterior.
Privacidad o la Seguridad. Cuando un mensaje viaja a través de una línea
dedicada, solamente lo ve el receptor adecuado.
Desventajas de la Topología de Malla:
Poco económica debido a la abundancia de cableado.
Baja eficiencia de las conexiones o enlaces, debido a la existencia de enlaces
redundantes.
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7.- Red Totalmente Conexa
En este tipo de red, cada computador se
conecta al resto de computadores por
medio de cables sin ser necesario un
servidor.
Ventajas de la Topología Totalmente Conexa:
Robustez ante posibles fallos.
Privacidad y seguridad.
Desventajas de la Topología Totalmente Conexa:
Dificultad en la instalación.
Puede implicar altos costes.
8.- Topología Mixta
Es la combinación de cualquiera de las redes existentes.
Ventajas de la Topología Mixta:
Combina las ventajas de las que disponen otras redes.
Desventajas de la Topología Mixta:
Puede ser difícil de configurar, dependiendo de la
complejidad de las redes a combinar.
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8.1.- Anillo en estrella
Esta topología se utiliza con el fin de facilitar
la administración de la red. Físicamente, la
red es una estrella centralizada en un
concentrador, mientras que a nivel lógico, la
red es un anillo.
8.2.- Bus en estrella
El fin es igual a la topología anterior. En
este caso la red es un bus que se
cablea físicamente como una estrella
por medio de concentradores.
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Cuadro Explicativo
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Componentes Básicos de una Red
Los componentes básicos para poder montar una red local son:
 Servidor
Es una computadora utilizada para gestionar el sistema de archivos de la red, da
servicio a las impresoras, controla las comunicaciones y realiza otras funciones. Puede
ser dedicado o no dedicado.
El sistema operativo de la red está cargado en el disco fijo del servidor, junto con las
herramientas de administración del sistema y las utilidades del usuario.
La tarea de un servidor dedicado es procesar las peticiones realizadas por la estación
de trabajo. Estas peticiones pueden ser de acceso a disco, a colas de impresión o de
comunicaciones con otros dispositivos. La recepción, gestión y realización de estas
peticiones puede requerir un tiempo considerable, que se incrementa de forma paralela
al número de estaciones de trabajo activas en la red. Como el servidor gestiona las
peticiones de todas las estaciones de trabajo, su carga puede ser muy pesada.
Se puede entonces llegar a una congestión, el tráfico puede ser tan elevado que podría
impedir la recepción de algunas peticiones enviadas.
Cuanto mayor es la red, resulta más importante tener un servidor con elevadas
prestaciones. Se necesitan grandes cantidades de memoria RAM para optimizar los
accesos a disco y mantener las colas de impresión. El rendimiento de un procesador es
una combinación de varios factores, incluyendo el tipo de procesador, la velocidad, el
factor de estados de espera, el tamaño del canal, el tamaño del bus, la memoria caché
así como de otros factores.
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 Estaciones de Trabajo
Se pueden conectar a través de la placa de conexión de red y el cableado
correspondiente. Los terminales "tontos" utilizados con las grandes computadoras y
mini computadoras son también utilizadas en las redes, y no poseen capacidad propia
de procesamiento.
Sin embargo las estaciones de trabajo son, generalmente, sistemas inteligentes. Los
terminales inteligentes son los que se encargan de sus propias tareas de
procesamiento, así que cuanto mayor y más rápido sea el equipo, mejor.
Los terminales tontos en cambio, utilizan el espacio de almacenamiento así como los
recursos disponibles en el servidor.
 Tarjetas de Conexión de Red (Interface Cards)
Permiten conectar el cableado entre servidores y estaciones de trabajo. En la
actualidad existen numerosos tipos de placas que soportan distintos tipos de cables y
topologías de red.
Las placas contienen los protocolos y órdenes necesarios para soportar el tipo de red al
que está destinada. Muchas tienen memoria adicional para almacenar temporalmente
los paquetes de datos enviados y recibidos, mejorando el rendimiento de la red.
La compatibilidad a nivel físico y lógico se convierte en una cuestión relevante cuando
se considera el uso de cualquier placa de red. Hay que asegurarse que la placa pueda
funcionar en la estación deseada, y de que existen programas controladores que
permitan al sistema operativo enlazarlo con sus protocolos y características a nivel
físico.
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 Cableado
Una vez que tenemos las estaciones de trabajo, el servidor y las placas de red,
requerimos interconectar todo el conjunto. El tipo de cable utilizado depende de
muchos factores, que se mencionarán a continuación:
Los tipos de cableado de red más populares son: par trenzado, cable coaxial y fibra
óptica.
Además se pueden realizar conexiones a través de radio o microondas.
Cada tipo de cable o método tiene sus ventajas. y desventajas. Algunos son propensos
a interferencias, mientras otros no pueden usarse por razones de seguridad.
La velocidad y longitud del tendido son otros factores a tener en cuenta el tipo de cable
a utilizar.
Par Trenzado: Consiste en dos hilos de cobre trenzado, aislados de forma
independiente y trenzados entre sí. El par está cubierto por una capa aislante externa.
Entre sus principales ventajas tenemos:
Es una tecnología bien estudiada
No requiere una habilidad especial para instalación
La instalación es rápida y fácil
La emisión de señales al exterior es mínima.
Ofrece alguna inmunidad frente a interferencias, modulación cruzada y
corrosión.
Cable Coaxial: Se compone de un hilo conductor de cobre envuelto por una malla
trenzada plana que hace las funciones de tierra. Entre el hilo conductor y la malla hay
una capa gruesa de material aislante, y todo el conjunto está protegido por una
cobertura externa.
El cable está disponible en dos espesores: grueso y fino.
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El cable grueso soporta largas distancias, pero es más caro. El cable fino puede ser
más práctico para conectar puntos cercanos.
El cable coaxial ofrece las siguientes ventajas:
Soporta comunicaciones en banda ancha y en banda base.
Es útil para varias señales, incluyendo voz, video y datos.
Es una tecnología bien estudiada.
Conexión fibra óptica: Esta conexión es cara, pero permite transmitir la información a
gran velocidad e impide la intervención de las líneas. Como la señal es transmitida a
través de luz, existen muy pocas posibilidades de interferencias eléctricas o emisión de
señal. El cable consta de dos núcleos ópticos, uno interno y otro externo, que refractan
la luz de forma distinta. La fibra está encapsulada en un cable protector.
Ofrece las siguientes ventajas:
Alta velocidad de transmisión
No emite señales eléctricas o magnéticas, lo cual redunda en la seguridad
Inmunidad frente a interferencias y modulación cruzada.
Mayor economía que el cable coaxial en algunas instalaciones.
Soporta mayores distancias.
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Topología en Bus
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Bibliografia:
http://www.monografias.com/trabajos15/topologias-neural/topologias-
neural.shtml
http://clubensayos.com/Tecnolog%C3%ADa/Topologia-De-Redes/86858.html
http://es.scribd.com/doc/37799053/redes-Monografias
http://cursofico10.blogspot.com/
http://www.monografias.com/trabajos53/topologias-red/topologias-red2.shtml
http://www.monografias.com/trabajos53/topologias-red/topologias-red.shtml
http://www.monografias.com/trabajos81/topologia-redes-lan/topologia-redes-
lan2.shtml
http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/1551565/Topologias-de-
Red.html
http://www.monografias.com/trabajos15/topologias-neural/topologias-
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http://html.rincondelvago.com/topologia-de-redes.html
http://www.madrimasd.org/blogs/universo/2008/03/25/87333
http://www.cs.buap.mx/~iolmos/redes/2_Historia_Conceptos.pdf
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