Topología de red: 6 topologías de red explicadas y comparadas

¿Qué es la topología de red??

La topología de red es la descripción de la disposición de los nodos (por ejemplo, conmutadores y enrutadores) y conexiones en una red, a menudo representada como un gráfico.

No importa cuán idénticas sean dos organizaciones, no hay dos redes exactamente iguales. Sin embargo, muchas organizaciones confían en modelos de topología de red bien establecidos. Las topologías de red describen cómo se conectan los dispositivos y cómo se transmiten los datos de un nodo a otro.

UN topología de red lógica es una representación conceptual de cómo funcionan los dispositivos en capas particulares de abstracción. UN topología física detalla cómo están conectados físicamente los dispositivos. Las topologías lógica y física pueden representarse como diagramas visuales.. 

UN mapa de topología de red es un mapa que permite a un administrador ver el diseño físico de los dispositivos conectados. Tener a mano el mapa de la topología de una red es muy útil para comprender cómo se conectan los dispositivos entre sí y las mejores técnicas para solucionar problemas.

Existen muchos tipos diferentes de topologías en las que las redes empresariales han construido hoy y en el pasado. Algunas de las topologías de red que veremos incluyen topología del bus, topología de anillo, topología de las estrellas, topología de malla, y topología híbrida.

Topología del bus

La topología de bus es un tipo de red donde cada dispositivo está conectado a un solo cable que se extiende desde un extremo de la red al otro. Este tipo de topología a menudo se denomina topología de línea. En una topología de bus, los datos se transmiten en una sola dirección. Si la topología del bus tiene dos puntos finales, entonces se la conoce como topología de bus lineal.

Las redes más pequeñas con este tipo de topología utilizan un cable coaxial o RJ45 para vincular dispositivos entre sí. Sin embargo, el diseño de la topología del bus está desactualizado y es poco probable que encuentre una empresa que utilice una topología de bus hoy.

Ventajas

Las topologías de bus a menudo se usaban en redes más pequeñas. Una de las razones principales es que ellos mantener el diseño simple. Todos los dispositivos están conectados a un solo cable, por lo que no necesita administrar una configuración topológica compleja.

El diseño también ayudó a que las topologías de bus fueran rentables porque se puede ejecutar con un solo cable. En el caso de que sea necesario agregar más dispositivos, simplemente puede unir su cable a otro cable.

Desventajas

Sin embargo, confiar en un cable significa que Las topologías de bus tienen un único punto de falla. Si el cable falla, toda la red se apagará. Una falla en el cable costaría mucho tiempo a las organizaciones mientras intentan reanudar el servicio. Además de esto, el alto tráfico de red disminuiría el rendimiento de la red porque todos los datos viajan a través de un cable.

Esta limitación hace que las topologías de bus sean adecuadas solo para redes más pequeñas. La razón principal es que cuantos más nodos tenga, más lentas serán las velocidades de transmisión. También vale la pena señalar que las topologías de bus son limitadas en el sentido de que son medio duplex, lo que significa que los datos no pueden transmitirse en dos direcciones opuestas simultáneamente.

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Topología de anillo

En redes con una topología en anillo, las computadoras están conectadas entre sí en un formato circular. Cada dispositivo en la red tendrá dos vecinos y ni más ni menos. Las topologías de anillo se usaban comúnmente en el pasado, pero sería difícil encontrar una empresa que todavía las use hoy en día..

El primer nodo está conectado al último nodo para vincular el bucle. Como consecuencia de estar distribuido en este formato, los paquetes deben viajar a través de todos los nodos en el camino a su destino..

Dentro de esta topología, se elige un nodo para configurar la red y monitorear otros dispositivos. Las topologías de anillo son half-duplex pero también se puede hacer full-duplex. Para hacer topologías de anillo full-duplex, necesitaría tener dos conexiones entre nodos de red para formar un Topología de doble anillo.

Topología de doble anillo

Como se mencionó anteriormente, si las topologías de anillo están configuradas para ser bidireccionales, se denominan topologías de anillo doble. Las topologías de anillo doble proporcionan a cada nodo dos conexiones, una en cada dirección. Por lo tanto, los datos pueden fluir en un agujas del reloj o en sentido anti-horario dirección.

Ventajas

En topologías en anillo, el el riesgo de colisión de paquetes es muy bajo debido al uso de protocolos basados ​​en tokens, que solo permiten que una estación transmita datos en un momento dado. Esto se agrava por el hecho de que los datos pueden moverse a través de los nodos a altas velocidades que se puede ampliar cuando se agregan más nodos.

Topologías de doble anillo proporcionó una capa adicional de protección porque eran más resistente a fallas. Por ejemplo, si un anillo cae dentro de un nodo, el otro anillo puede subir y retroceder. Las topologías de anillo también fueron bajo costo de instalación.

Desventajas

Una de las razones por las cuales se reemplazaron las topologías de anillo es porque son muy vulnerables a fallas. los Fla falla de un nodo puede dejar fuera de servicio toda la red. Esto significa que las redes de topología en anillo deben gestionarse constantemente para garantizar que todos los nodos gocen de buena salud. Sin embargo, incluso si los nodos gozaran de buena salud, su red aún podría ser desconectado por una falla en la línea de transmisión!

Las topologías de anillo también problemas de escalabilidad planteados. Por ejemplo, el ancho de banda es compartido por todos los dispositivos dentro de la red. Adicionalmente, cuantos más dispositivos se agreguen a una red cuanto más retraso en la comunicación Las experiencias de la red. Esto significa que la cantidad de dispositivos agregados a una topología de red necesitaba ser monitoreada cuidadosamente para asegurarse de que los recursos de la red no se extendieran más allá de su límite.

Hacer cambios a una topología de anillo también fue complicado porque necesita cerrar la red para hacer cambios a los nodos existentes o agregar nuevos nodos. Esto está lejos de ser ideal, ya que deberá tener en cuenta el tiempo de inactividad cada vez que desee realizar un cambio en la estructura topológica!

Ver también: Herramientas para monitorear el rendimiento

Topología de las estrellas

Una topología en estrella es una topología en la que cada nodo de la red está conectado a un conmutador central. Todos los dispositivos de la red están conectados directamente al conmutador e indirectamente a todos los demás nodos. La relación entre estos elementos es que el dispositivo de red central es un servidor y otros dispositivos se tratan como clientes. El nodo central tiene la responsabilidad de gestionar las transmisiones de datos a través de la red y actúa como repetidor. En topologías en estrella, las computadoras están conectadas con un cable coaxial, par trenzado o cable de fibra óptica.

Ventajas

Las topologías en estrella se usan más comúnmente porque usted puede administrar toda la red desde una ubicación: el interruptor central. Como consecuencia, si un nodo que no es el nodo central deja de funcionar, la red permanecerá activa. Esto brinda a las topologías en estrella una capa de protección contra fallas que no siempre están presentes con otras configuraciones de topología. Del mismo modo, usted puede agregar nuevas computadoras sin tener que desconectar la red como si tuviera que ver con una topología de anillo.

En términos de estructura física, las topologías en estrella requieren menos cables que otros tipos de topología. Esto los hace fácil de configurar y administrar en el largo plazo. La simplicidad del diseño general hace que sea mucho más fácil para los administradores ejecutar la resolución de problemas cuando se trata de fallas de rendimiento.

Desventajas

Aunque las topologías en estrella pueden estar relativamente a salvo de fallas, si el interruptor central se cae, entonces toda la red se apagará. Como tal, el administrador debe administrar la salud del nodo central de cerca para asegurarse de que no se caiga. El rendimiento de la red también es vinculado a las configuraciones y el rendimiento del nodo central. Las topologías en estrella son fáciles de administrar en la mayoría de los casos, pero están lejos de ser baratas de configurar y usar.

Topología de árbol

Como su nombre indica, la topología de un árbol es una estructura de red que tiene la forma de un árbol con sus muchas ramas. Topologías de árboles tener un nodo raíz que está conectado a otra jerarquía de nodos. los jerarquía es padre-hijo donde solo hay una conexión mutua entre dos nodos conectados. Como regla general, una topología de árbol debe tener tres niveles en la jerarquía para poder clasificarse de esta manera. Esta forma de topología es utilizado dentro de las redes de área amplia para sostener muchos dispositivos dispersos.

Ventajas

La razón principal por la que las topologías de árbol son se utiliza para ampliar las topologías de bus y estrella. Bajo este formato jerárquico, es fácil agregar más nodos a la red cuando su organización crece en tamaño. Este formato también se presta bien para encontrar errores y solucionar problemas porque puede verificar los problemas de rendimiento sistemáticamente en todo el árbol.

Desventajas

La debilidad más significativa de la topología de árbol es el nodo raíz. Si el nodo raíz falla, todos sus subárboles se particionan. Todavía habrá conectividad parcial dentro de la red entre otros dispositivos, como el padre del nodo fallido.

Mantener la red tampoco es simple porque cuantos más nodos agregue, más difícil será administrar la red Otra desventaja de una topología de árbol es la cantidad de cables que necesita. Se requieren cables para conectar cada dispositivo en toda la jerarquía, lo que hace que el diseño sea más complejo en comparación con una topología más simple.

Topología de malla

Una topología de malla es una conexión punto a punto donde los nodos están interconectados. En esta forma de topología, los datos se transmiten a través de dos métodos: enrutamiento y inundación. El enrutamiento es donde los nodos usan la lógica de enrutamiento para calcular la distancia más corta al destino del paquete. En contraste, la inundación es donde los datos se envían a todos los nodos dentro de la red. Las inundaciones no requieren ninguna forma de lógica de enrutamiento para funcionar.

Existen dos formas de topología de malla: topología de malla parcial y Ftopología de malla ull. Con la topología de malla parcial, la mayoría de los nodos están interconectados, pero hay algunos que solo están conectados a otros dos o tres nodos. Una topología de malla completa es donde cada nodo está interconectado.

Ventajas

Las topologías de malla se utilizan principalmente porque son confiables. los la interconectividad de los nodos los hace extremadamente resistentes a fallas. No hay una sola falla de la máquina que pueda derribar toda la red. La ausencia de un único punto de falla es una de las razones por las cuales esta es una opción de topología popular. Esta configuración también es segura de ser comprometida.

Desventajas

Sin embargo, las topologías de malla están lejos de ser perfectas. Ellos requieren una inmensa cantidad de configuración una vez que se despliegan. El diseño topológico es más complejo que muchas otras topologías y esto se refleja en el tiempo que lleva configurarlo. Tendrá que acomodar una gran cantidad de cableado nuevo que puede sumar bastante caro..

Topología Híbrida

Cuando una topología se compone de dos o más topologías diferentes, se denomina topología híbrida. Las topologías híbridas son más comúnmente encontrado en empresas más grandes donde los departamentos individuales tienen topologías de red que difieren de otra topología en la organización. Conectar estas topologías juntas dará como resultado una topología híbrida. Como consecuencia, las capacidades y vulnerabilidades dependen de los tipos de topología que están unidos.

Ventajas

Hay muchas razones por las que se usan topologías híbridas, pero todas tienen una cosa en común: flexibilidad. Existen pocas restricciones en la estructura que una topología híbrida no puede acomodar, y usted puede incorporar múltiples topologías en una configuración híbrida. Como consecuencia, las topologías híbridas son muy escalables. La escalabilidad de las configuraciones híbridas las hace adecuadas para redes más grandes..

Desventajas

Desafortunadamente, las topologías híbridas puede ser bastante complejo, dependiendo de las topologías que decidas usar. Cada topología que forme parte de su topología híbrida deberá gestionarse de acuerdo con sus requisitos únicos. Esto hace que los trabajos de los administradores sean más difíciles porque tendrán que intentar administrar múltiples topologías en lugar de una sola. Además, configurar una topología híbrida puede llegar a ser bastante costoso.

Ver también: Herramientas y software de descubrimiento de red

¿Qué topología debo elegir??

Hay una serie de factores que debe tener en cuenta al elegir qué topología usar. Antes de elegir una topología, debe considerar detenidamente lo siguiente:

• Longitud de cable necesaria
• Tipo de cable
• Costo
• Escalabilidad

Primero, necesitas tenga en cuenta la longitud del cable que necesita para proporcionar servicio a todos sus dispositivos de red. Una topología de bus es la más ligera en términos de necesidades de cable. En este sentido, esta sería la topología más simple para instalar y comprar cable. Esto se relaciona con el segundo factor, necesitas considere el tipo de cable que va a usar. Los tipos de cable van desde pares de cables a cables coaxiales y cables de fibra óptica..

El costo de instalar la topología también es muy importante. Cuanto más compleja sea la topología que elija, más tendrá que pagar en términos de recursos y tiempo para crear esa configuración.

El último factor que debe tener en cuenta es la escalabilidad. Si planeas mejorar su infraestructura de red en el futuro desea asegurarse de que usar una red a la que sea fácil agregar dispositivos. Una red de topología en estrella es ideal para esto porque puede agregar nodos con una interrupción mínima. Esto no es tan simple dentro de una red de anillo porque incurrirá en tiempo de inactividad si agrega nodos.

Software de mapeo de topología de red

Ahora que conocemos los diferentes tipos de topología, es hora de considerar cómo diseñar su red desde cero. Existen varios productos de software que le permiten crear sus propios diagramas de topología de red. Los diagramas de topología de red le muestran un diagrama de cómo se conecta su red y le ayuda a crear un diseño de red eficiente. También le proporciona un punto de referencia que lo ayuda cuando intenta ejecutar la solución de problemas para corregir fallas.

Existen muchos productos de mapeo de topología de red diferentes, pero uno de los más utilizados es Microsoft Visio. Con Microsoft Visio puede dibujar su red agregando elementos de red a un lienzo. Este programa le permite diseñar un diagrama que detalla su red. Por supuesto, diseñar su propia red no siempre es ideal, especialmente cuando intenta mapear una red más grande.

Como resultado, es posible que desee considerar usar otra herramienta como SolarWinds Network Topology Mapper que puede detectar automáticamente dispositivos conectados a su red. La detección automática es útil porque significa que no tiene que elaborar su estructura de red manualmente.

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Resumen de topologías de red

La topología de red que elija para su empresa debe estar profundamente enraizada en sus requisitos de uso. El número de nodos que tiene en su red determinará si puede hacerlo utilizando una topología de bus o si va a necesitar implementar una malla más complicada o una configuración híbrida.

Recuérdalo Todas las topologías tienen sus ventajas y desventajas. dependiendo del entorno en el que se apliquen (¡incluso aquellos que se han vuelto obsoletos!). Una vez que haya pensado qué tipo de topología desea usar, puede hacer el movimiento para implementarla..

Una buena manera de planificar con anticipación es usar una herramienta de mapeo de topología de red para dibujar el diseño que vas a usar. Usando una herramienta como SolarWinds Network Topology Mapper le permitirá trazar su red en un diagrama para ver su estructura topológica en un solo lugar.

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