Bienvenido a este Curso Gratis de Redes – Capitulo 2 – Tipos de Topologías de Redes. En este segundo capítulo nos sumergiremos en el fascinante mundo de las topologías de redes. Comprender estas estructuras es crucial para diseñar sistemas de comunicación eficientes y confiables. Prepárate para explorar las diferentes formas en que se pueden conectar los dispositivos en una red.
Así como dos dispositivos que se conectan forman un enlace, dos o más enlaces forman una topología. Una topología es entonces la representación de todos los enlaces entre dispositivos. Indican la forma en que se interconectan los dispositivos de red. Cada una cuenta con ventajas y desventajas, por lo que hay que tener cuidado y saber cuál implementar.
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Topología Mesh (malla)
todos los dispositivos poseen conexiones directas hacia el resto y los enlaces entre sí, son punto a punto (comienzan en un equipo y terminan en otro). Disponemos de la topología full Mesh (malla completa), en la cual están todos conectados entre sí. Partial Mesh (malla parcial) en la que no todos están conectados entre sí.
La Topología en Malla se usa cuando no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones, para esto cada equipo tiene sus propias conexiones hacia los demás equipos, debido a esto, considerando “n” como número de nodos en la red, en una Topología en Malla se necesitan n(n-1)/2 medios de conexión y cada nodo debe estar implementado con n-1 puertos de entrada salida.
todos los dispositivos tienen una conexión punto a punto. Como cada nodo se debe conectar al resto, la cantidad de conexiones se calcula como n(n- 1)/2 siendo n el número de dispositivos que conforman la red. A modo de ejemplo: una red de 5 dispositivos con topología full mesh necesitará 10 enlaces esta topología se utiliza de forma limitada en dispositivos que realmente necesitan un alto grado de redundancia.
Una variante de esta topología es la denominada partial mesh o malla parcial: solo algunos dispositivos se conectan a todos los demás, lo cual disminuye la necesidad de cableado e interfaces.
Ventajas:
- Es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos.
- Es extremadamente fiable ya que Si falla un cable el otro se hará cargo del tráfico.
- Cada servidor tiene sus propias comunicaciones con todos los demás servidores.
- No requiere un nodo o servidor central lo que reduce el mantenimiento.
- Si un nodo desaparece o falla no afecta en absoluto a los demás nodos.
- Dispone de enlaces dedicados entre dispositivos, lo cual garantiza que ningún otro dispositivo pueda disminuir el rendimiento del enlace.
- Es altamente tolerante a fallos ya que, si un enlace no funciona, es posible llegar al dispositivo a través de alguno de los restantes.
- Es segura ya que los enlaces entre dispositivos son dedicados.
- Los problemas son fáciles de resolver, ya que es posible identificar rápidamente fallas en enlaces dedicados.
Desventajas:
- Esta red es costosa, compleja y sumamente impráctica de instalar de forma cableada.
- De difícil y compleja escalabilidad
- Su tamaño se ve muy limitado por el tipo de medio con el cual se construya.
- Requerimiento de una gran cantidad de cableado y de interfaces en cada dispositivo para permitir los enlaces dedicados.
- El costo y espacio requerido para dicho cableado e interfaces.
Topología Anillo
topología donde las estaciones se conectan formando un anillo, cada estación está conectada a la siguiente y la última conectada a la primera, cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor, pasando la señal (TOKEN) a la siguiente estación.
En una red con Topología en Anillo cada equipo tiene una línea de conexión punto a punto solo con los equipos adyacentes a este, la señal pasa a lo largo del anillo en una dirección o de dispositivo a dispositivo hasta encontrar el equipo de destino. Las desventajas de este tipo de topología es la unidireccionalidad del tráfico, además sin una estación por cualquier desperfecto se encuentra inactiva inhabilitaría toda la red.
Topología Doble Anillo
Esta topología permite que los datos se envíen en ambas direcciones aunque se utiliza un solo anillo a la vez. Esto crea redundancia, o tolerancia a fallos, lo cual significa que en caso de un fallo en el anillo, los datos podrán transmitirse por el otro anillo. En la topología anillo, cada dispositivo tiene una conexión punto a punto con otros dos dispositivos formando un anillo como el de la siguiente figura
La señal circula por el anillo y pasa a través de cada dispositivo hasta que el destinatario procesa el paquete. Esta topología es ventajosa en cuanto a la facilidad del despliegue ya que cada dispositivo solo requiere dos conexiones. Por el contrario, si algún dispositivo o cable falla, el anillo completo deja de operar. Este serio inconveniente se resuelve implementando anillos dobles, es decir, teniendo cuatro conexiones cada dispositivo.
Si un punto de un anillo falla, el anillo se cierra utilizando la segunda conexión y la red sigue operando. Otra desventaja es que la capacidad de la red se ve limitada por la cantidad de dispositivos conectados. Mientras más dispositivos, menor será el rendimiento ya que es un medio compartido. La implementación LAN Token Ring utilizaba esta topología, aunque, al igual que la topología bus, fue remplazada por la topología estrella.
Esta topología es ampliamente utilizada en redes de datos troncales de fibra óptica, donde se deben interconectar diferentes nodos ubicados a distancias geográficas considerables.
Topología Red estrella
en una topología estrella, todos y cada uno de los nodos de la red se conectan a un concentrador. A diferencia de las redes con topología en bus la redes con topología en estrella son mucho más fiables ya que si un nodo se avería no afectara a la red ya que el de distribuir la comunicación en la red es el switch, claro, si el switch se avería imposibilitaría la comunicación entre los equipos de la red.
Para implementar este tipo de redes se usará como medio de transmisión par trenzado (UTP o STP). Lógicamente una red con Topología de Estrella es más cara en comparación con una red con Topología en Bus, ya que se necesita hardware adicional (switch).
En comparación con la topología malla, la topología estrella utiliza mucho menos cables e interfaces de interconexión, lo cual disminuye considerablemente el costo y facilita la instalación y reconfiguración de la red. Para agregar o remover dispositivos de la red solo se necesita instalar un cable o removerlo para esos dispositivos.
Otra ventaja de esta topología es la robustez de la red. En el caso de que un dispositivo falle, el resto de la red sigue activa y solo el dispositivo afectado queda fuera. Esto también facilita la detección de problemas. La gran desventaja de esta topología es que utiliza un nodo que centraliza las conexiones y eso lo convierte en un punto simple de falla: si el nodo deja de operar, toda la red quedará inactiva.
En comparación con las topologías bus y anillo, la topología estrella utiliza más cable. Es posible extender la red interconectando nodos entre sí; esto es lo que se denomina una estrella extendida. Esta topología es utilizada en redes de área local (LAN), en donde múltiples computadoras se conectan a un switch utilizando cableado UTP. Luego, cada switch se interconecta entre sí para permitir el crecimiento de la red.
Ventajas:
- Gran facilidad de instalación.
- Posibilidad de desconectar elementos de red sin causar problemas.
- Facilidad para la detección de fallos y su reparación.
Desventajas:
- 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.
TOPOLOGÍAS HÍBRIDAS
Una Topología Híbrida se refiere a la red que combina las distintas topologías de red conocidas para formar una topología mayor como podemos visualizar en el gráfico.
Topología Red 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. En este tipo de redes todos los equipos están conectados por un solo cable (Bus) como se muestra en la figura. Para implementar este tipo de redes se usará como medio de transmisión cable coaxial. La Topología en Bus es la forma más sencilla y barata de implementar una red sin embargo, esta topología es poco fiable, ya que si una de las conexiones es defectuosa afectara a toda la red.
En el caso de la topología bus, las conexiones son multipunto ya que se utiliza un cable troncal o backbone en donde los dispositivos se van conectando. El dispositivo se conecta mediante un cable al denominado tap, que divide el cable para que el troncal pueda continuar su recorrido y a la vez un dispositivo pueda conectarse.
La cantidad de taps no es ilimitada ya que la energía de la señal disminuye a medida que viaja por el troncal. Esta topología utiliza menos cable que las topologías malla y estrella ya que un solo troncal se instala en las cercanías de los dispositivos, y luego estos se conectan con cables de corta distancia.
La topología bus es también muy simple de desplegar, dado que requiere de un solo cable troncal y luego de otros cables hacia dispositivos cuando sea necesario. Esta topología se utilizaba en las primeras redes LAN, aunque luego cayó en desuso al ser remplazada por la topología estrella.
En la actualidad, se utiliza por las operadoras de televisión por cable, las cuales distribuyen señales de video y datos a través de redes híbridas, fibra óptica y cable coaxial. La distribución en el tramo coaxial utiliza la topología bus.
VENTAJAS:
- Mayor estabilidad
- Mayor velocidad
- De fácil reparación
- Es fácil conectar nuevos nodos a la red.
- Requiere menos cable que una topología estrella.
DESVENTAJAS:
- Si el nodo central falla, toda la red deja de transmitir.
- Limitada con la capacidad del nodo central
- Si un nodo falla todo ese segmento también cae.
- Se requieren 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.
Topología árbol (tree)
Hay equipos que se conectan a un concentrador primario y otros se conectan a uno secundario. También conocida como topología jerárquica se desarrolla de forma similar a la topología en Estrella extendida, pero en lugar de conectar todos los switches entre sí, el sistema se conecta un equipo que contrala el tráfico de la red.
Ventajas:
- Es altamente escalable
- Si un nodo falla el resto no se ve afectado
- Fácil mantenimiento
- Fácil identificación de fallas.
Desventajas:
- Se requiere mucho cable
- Si se cae el segmento principal toda la red cae.
- Si se cae un nodo todo ese segmento también cae.
TOPOLOGÍAS HÍBRIDAS
Una Topología Híbrida se refiere a la red que combina las distintas topologías de red conocidas para formar una topología mayor como podemos visualizar en el gráfico.
Hemos explorado las topologías de redes en este capítulo, clave para diseñar sistemas robustos. Sigamos construyendo sobre esta base, avanzando hacia capítulos más complejos que te guiarán en el diseño y mantenimiento de redes eficientes. ¡Tu viaje hacia la maestría en redes continúa!
Lee Nuestra Guía Completa:
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 1 – Tipos de redes y servicios
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 2 – Tipos de Topologías de Redes
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 3 – Modos de comunicación
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 4 – Protocolos de comunicaciones
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 5 – Mecanismos de seguridad
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 6 – Firewall
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 7 – Diseño seguro de redes
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 8 – Cómo Resolver Problemas de Red
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 9 – El Modelo OSI y TCP/IP
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 10 – Capa 1 Física (Acceso a red)
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 11 – CAPA 2 ENLACE DE DATOS (Acceso a red)
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 12 – Capa 3 Red (Internet)
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 13 – Capa 4 de Trasporte
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 14 – Capa 5 de Sesión
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 15 – Capa 6 de Presentación
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 16 – Capa 7 de Aplicación
- Curso Gratis de Redes – Capitulo 17 – NDR y EDR
- Curso Gratis de Redes #18 SIEM
- Curso Gratis de Redes #19 – Seguridad de Redes: IDS e IPS
- Curso Gratis de Redes #20 – Configuración de Firewall
- Curso Gratis de Redes #21 Instalación y Configuración de un WAF
- Curso Gratis de Redes #22 BAS: Breach and attack simulation
- Curso Gratis de Redes #23 Expulsión de Intrusos
- Curso Gratis de Redes #24 Nessus
- Curso Gratis de Redes #25 Técnicas de Evasión de firewall
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Sobre los autores
Álvaro Chirou
Yo soy Álvaro Chirou, tengo más de 20 Años de experiencia trabajando en Tecnología, eh dado disertaciones en eventos internacionales como OWASP, tengo más de 1.800.000 estudiantes en Udemy y 100 formaciones profesionales impartidas en la misma. Puedes serguirme en mis redes:
Laprovittera Carlos
Soy Laprovittera Carlos. Con más de 20 años de experiencia en IT brindo Educación y Consultoría en Seguridad de la Información para profesionales, bancos y empresas. Puedes saber más de mí y de mis servicios en: laprovittera.com. Seguime en mis redes:
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