Topologia de Redes (1)

7/26/2019 Topologia de Redes (1)

1/18

CHERAN MICH. A 7 DE SEPTIEMBRE DEL 2015

TOPOLOGIA DE RED

SISTEMAS DE CMPUTO Y REDES.

ING. KARLA GEORGINA OLIVO BERNAL


2/18

- TOPOLOGIA DE RED

2

Tabla de contenido

TOPOLOGA DE RED ........................................................................................................................... 3

TOPOLOGAS LGICAS ...................................................................................................................... 4

TOPOLOGAS FSICAS ........................................................................................................................ 4

TIPOLOGA EN BUS ............................................................................................................................. 5

VENTAJAS............................................................................................................................................. 7

DESVENTAJAS..................................................................................................................................... 7

TIPOLOGA EN ANILLO ........................................................................................................................ 8

VENTAJAS........................................................................................................................................... 10

DESVENTAJAS................................................................................................................................... 10

TOPOLOGA DE RED EN ESTRELLA ............................................................................................... 11

TIPOS DE ACCESO ............................................................................................................................ 12

VENTAJAS........................................................................................................................................... 13

DESVENTAJAS................................................................................................................................... 13

TOPOLOGA EN MAYA ...................................................................................................................... 14

VENTAJAS........................................................................................................................................... 15

DESVENTAJAS................................................................................................................................... 15

TOPOLOGA EN RBOL .................................................................................................................... 16

VENTAJAS........................................................................................................................................... 17

DESVENTAJAS................................................................................................................................... 17

TOPOLOGA HBRIDA ........................................................................................................................ 18

VENTAJAS........................................................................................................................................... 18

DESVENTAJAS................................................................................................................................... 18


3/18

- TOPOLOGIA DE RED

3

TOPOLOGA DE RED

Hay varias maneras de conectar dos o ms computadoras en una lan, para ello se utilizan

cuatro elementos fundamentales: servidores de archivos, estaciones de trabajo, tarjetas de

red y cables.

A ellos se le suman los elementos propios de cada cableado, as como los manuales y el

software de red, a efectos de la instalacin y mantenimiento, la manera en que estn

conectadas no es arbitraria, siguen estndares fsicos llamados topologas.

Dependiendo de la topologa ser la distribucin fsica de la red y dispositivos conectados ala misma, as como tambin las caractersticas de ciertos aspectos de la red como: velocidad

de transmisin de datos y confiabilidad de la conexin.

La topologa de red se define como la cadena de comunicacin usada por los nodos que

conforman una red para comunicarse y la define el hardware, o sea la configuracin de las

conexiones entre nodos. La distancia entre los nodos, las interconexiones fsicas, las tasasde transmisin y los tipos de seales no pertenecen a la topologa de la red, aunque pueden

verse afectados por la misma.

La topologa de red define la estructura de una red, una parte de la definicin topolgica es

la topologa fsica, que es la disposicin real de los cables o medios; la otra parte es la

topologa lgica, que define la forma en que los hosts acceden a los medios para enviar

datos. Las topologas ms comnmente usadas son las siguientes:


4/18

- TOPOLOGIA DE RED

4

TOPOLOGAS LGICAS

La topologa lgica de una red es la forma en que los hosts se comunican a travs del medio.

Los dos tipos ms comunes de topologas lgicas son broadcast y transmisin de tokens.

TOPOLOGAS FSICAS

Topologa de bus, usa un solo cable backbone que debe terminarse en ambos

extremos y todos los hosts se conectan directamente a este backbone.

Topologa de anillo, conecta un host con el siguiente y al ltimo host con el primero

creando as un anillo fsico de cable.

Topologa en estrella, conecta todos los cables con un punto central de concentracin.

Topologa de malla, cada host tiene sus propias conexiones con los dems hosts.

Aunque Internet cuenta con mltiples rutas hacia cualquier ubicacin, no adopta la

topologa de malla completa.

Topologa de rbol, tiene varias terminales conectadas de forma que la red se ramifica

desde un servidor base.


5/18

- TOPOLOGIA DE RED

5

TIPOLOGA EN BUS

Las LAN en Bus utilizan una configuracin multipunto, es decir que todas las estaciones

estn conectadas a un mismo medio de transmisin uno tras otro, por esta razn, los

mensajes que se transmiten a travs de este son atendidos por todos los dems dispositivos

que lo comparten.

En una topologa en bus la informacin emitida por una estacin recorre todo el bus

bidireccionalmente hasta llegar a su destino, lo que indica que esta informacin puede ser

interceptada por cualquier estacin de la red. Incluye en ambos extremos del bus, spositivosllamados terminadores cuya funcin es evitar los posibles rebotes de la seal es decir

absorbe o elimina la seal.

Figura: Diagrama de topologa en bus

Todas las estaciones se encuentran conectadas directamente al bus mediante taps (tomas

de conexin), la configuracin del bus con las estaciones es full dplex lo que permite la

transmisin y l envi de los datos simultneamente entre estas y por ende en toda la red.

El protocolo de acceso al medio que se utiliza es el denominado CSMA/CD (Call Sense

Mltiple Access Colision Detection) que se basa en que cada estacin monitoriza o escucha

al medio para determinar si este se encuentra disponible para que la estacin pueda enviar

su mensaje, caso contrario, espera a que quede libre el bus para poder transmitir. Se

considera como una carretera por la que transitan todos los vehculos (paquetes) y que est

limitada en distancia, dependiendo del tipo de cable y los conectores que se utilicen, donde


6/18

- TOPOLOGIA DE RED

6

estos conectores son resistencias que sirven para mantener constante la impedancia del

cable para poder transmitir la informacin.

La potencia de seal del emisor en esta topologa debe ser lo suficientemente fuerte paratransmitir a todas las dems estaciones y suficiente como para no saturar el circuito del

emisor, es decir la seal debe ser equilibrada, esto se determina tomando en cuenta las

combinaciones de estaciones tomadas de 2 en 2, para n estaciones el numero de

combinaciones es n * (n-1).

En la topologa en BUS existen dos formas de conectar los dispositivos y stas dependen

del tipo de cable que se quiera usar. Los tipos de cable son conocidos como cable grueso y

cable coaxial delgado, y la diferencia entre ellos es que uno puede medir hasta 500 m,

mientras que el otro solamente mide hasta 185 m. Existen reglas sobre la distancia mnima

que debe dejarse entre un dispositivo y otro. Para el caso del cable grueso, la distancia entre

dispositivos es de 2.5 m, mientras que para el cable coaxial es de 1 m.

Una topologa en BUS, con cable coaxial delgado, posee: terminadores y derivadores "T",

los cuales se utilizan para poder seguir expandiendo la red cuando se requiera, con una

resistencia interna para mantener la impedancia. En este tipo de conexin, la "T" se conecta

directamente a la tarjeta de red y se requieren dos terminadores por segmento de red. La

impedancia que debe tener el segmento es de 50 ohm. Un segmento de red es la distancia

que hay entre dos terminadores; o bien, es el espacio que ocupa una red donde todos los

dispositivos pueden interconectarse in necesidad de usar ningn tipo de equipo adicional

para unirlos.

El nmero mximo de computadoras o dispositivos conectados a este tipo de topologa es

de 30; esto se debe al mtodo de acceso que utiliza Ethernet.

Se pueden apreciar dos diferencias entre este tipo de topologa y la topologa en BUS de

cable coaxial delgado. La primera consiste en que con cable coaxial grueso se puede abarcar

ms lugares, debido a que su distancia mxima es de 500 m. La segunda es que en este

tipo de conexin no se usan "T", sino transceivers (transmisor receptor). Sin embargo, tienen

algo en comn, y es el uso de terminadores. Al igual que con el cable coaxial delgado, se

requiere de dos terminadores para poder transmitir la informacin, y estos terminadores

tambin son de 50 ohm, aunque de mayor tamao.


7/18

- TOPOLOGIA DE RED

7

VENTAJAS

Facilidad de implementacin y crecimiento.

Simplicidad en la arquitectura.

DESVENTAJAS

Longitudes de canal limitadas.

Un problema en el canal usualmente degrada toda la red.

El desempeo se disminuye a medida que la red crece.

El canal requiere ser correctamente cerrado (caminos cerrados).

Altas prdidas en la transmisin debido a colisiones entre mensajes.

Es una red que ocupa mucho espacio.


8/18

- TOPOLOGIA DE RED

8

TIPOLOGA EN ANILLO

Una red en anillo es un camino cerrado que consta de varios repetidores, cada uno de ellos

conectado a otros dos por lneas de transmisin unidireccionales. Los datos bit a bit se

transmiten secuencialmente, de repetidor en repetidor. Cada estacin est conectada a la

siguiente y la ltima est conectada a la primera; y cada estacin tiene un receptor y un

transmisor que hace la funcin de repetidor, pasando la seal a la siguiente estacin.

La topologa en anillo es una red punto a punto donde los dispositivos se conectan en un

crculo irrompible formado por un concentrador, que es el encargado de formar

elctricamente el anillo en la medida en que se insertan los dispositivos. El mensaje viaja en

una sola direccin y es ledo por cada una de las computadoras individualmente yretransmitido al anillo en caso de no ser el destinatario final de los mensajes.

Esta topologa se usa generalmente por Token Ring y Token Passing, en donde el token

(testigo) da a cada estacin la oportunidad de transmitir, cuando el token es liberado, pasa

a la siguiente computadora que desee transmitir, y as sucesivamente.

Figura: Diagrama de topologa en anillo

Los repetidores realizan tres funciones bsicas para que un anillo funcione: insercin,

recepcin de datos y eliminacin de datos; adems sirven como un elemento activo en el

anillo ya que son punto de conexin de dispositivos, los repetidores verifican el contenido del

campo de direccin de destino del paquete de datos, si la direccin es la de la estacin del

repetidor se realiza una copia del paquete.


9/18

- TOPOLOGIA DE RED

9

Existen dos opciones para la eliminacin de paquetes:

1. Los paquetes son eliminados al llegar al repetidor destino.

El repetidor se encarga de la eliminacin del paquete al dar la vuelta completa al anillo.

Est ltima aproximacin es preferible debido a que permite confirmaciones

automticas y direccionamiento mltiple, un paquete a varias direcciones.

2. Insercin de datos: En la insercin de datos se utilizan varios protocolos para el

acceso al medio, por ejemplo el anillo con paso de tokens.

Los repetidores tienen dos objetivos: dejar pasar todos los datos y ser un punto de acceso alas estaciones. Para realizar estos objetivos existen dos estados, uno de escucha y otro de

transmisin.

Estado de escucha: En el estado de escucha cada bit recibido se retransmite con un

pequeo retardo, necesario para permitir al repetidor realizar las funciones bsicas.

Idealmente, el retardo debe ser del orden del intervalo de duracin de un bit. Estas

funciones son:

1. Bsqueda de secuencias patrones de bits. (direcciones de las estaciones conectadas)

2. Mientras se enva cada bit captado a la estacin se retransmite suponindose que el

paquete es dirigido a la estacin.

3. Modificacin de un bit mientras circula, puede usarse en estrategias de control.

Estado de transmisin: El repetidor entra en estado de transmisin si de acuerdo con

la estrategia de control, tiene permiso para hacerlo, y la estacin tiene datos quetransmitir. En este estado el repetidor retransmite los bits recibidos de la estacin a la

lnea de salida.


10/18

- TOPOLOGIA DE RED

10

VENTAJAS

Solucin parcial al problema de fiabilidad.

Eliminar los retardos de repetidor en aquellas estaciones del medio no activas. Simplicidad de arquitectura.

Facilidad de configuracin.

Facilidad de fluidez de datos.

DESVENTAJAS

Longitudes de canales limitadas. El canal usualmente se degradar a medida que la red crece.

Lentitud en la transferencia de datos.


11/18

- TOPOLOGIA DE RED

11

TOPOLOGA DE RED EN ESTRELLA

Una red en estrella es una red punto a punto dado que todas las estaciones estn

conectadas directamente a un punto central, llamado concentrador, el cual centraliza a todos

los dispositivos en una estacin que enruta el trfico al lugar apropiado, y todas las

comunicaciones se han de hacer necesariamente a travs de ste. Los dispositivos no estn

directamente enlazados entre s.

Dado su transmisin, el nodo central en una red en estrella es activo, normalmente tiene los

medios para prevenir problemas relacionados con el eco por lo que no permite el trfico

directo de dispositivos. El concentrador acta como un intercambiador: si un dispositivo

quiere enviar datos a otro, enva los datos al concentrador, que los retransmite al dispositivofinal.

La mayora de las redes de rea local que tienen un enrutador (router), un conmutador

(switch) o un concentrador (hub) siguen esta topologa. El nodo central en estas sera un

dispositivo por el que pasan todos los paquetes.

Figura: Diagrama de topologa en estrella

Tradicionalmente, esta topologa es un acercamiento a la interconexin de dispositivos en la

que cada dispositivo se conecta por un circuito separado a travs del concentrador. Esta

topologa es similar a la red de telfonos, en donde existe un conmutador (PBX) y cada

llamada que se hace tiene que pasar por el PBX para poder llegar a su destino.


12/18

- TOPOLOGIA DE RED

12

En una red de estrella, cada dispositivo necesita solamente un enlace y un puerto de

entrada/salida para conectarse a cualquier nmero de dispositivos, hacindola ms fcil de

instalar y reconfigurar pues requiere as menos cables para, y la conexin, desconexin y

traslado de dispositivos afecta solamente a una conexin: la que existe entre el dispositivo y

el concentrador.

Al igual que la topologa en anillo, no existe un nmero mximo de conexiones debido a que

los concentradores son cada vez ms poderosos y soportan mayor nmero de dispositivos

con un nivel de servicio muy alto. En general, el nmero de estaciones que se pueden

conectar al concentrador depende del trfico que se genere entre ellas, y cuando ste es

excesivo la red se divide mediante un dispositivo adicional cuya funcin es aislar el trficode un segmento al otro.

De esta topologa se deriva otra llamada estrella extendida ya que conecta estrellas

individuales entre s mediante hubs o switches, logrando as extender el alcance y la

cobertura de la red.

Para poder hacer pruebas de instalacin la red en estrella cuenta con un conector de

retroalimentacin (Loop-Back) para comprobar el funcionamiento de las tarjetas de la red.

La conexin de la red parte de la instalacin de la tarjeta de interface en cada una de las

computadoras de la red misma, una vez hecho esto se conectan al concentrador en algunos

de los conectores libres. La distancia a cualquiera de las estaciones de trabajo no puede ser

mayor a 250 metros y la distancia entre dos estaciones de trabajo no puede ser mayor a

1000 metros.

TIPOS DE ACCESO

Las topologas en estrella y anillo fsicamente tienen forma de estrella, pero dependiendo del

concentrador que se instale permanecen con esta forma o se genera un anillo. En este caso

existen dos formas de comunicar los dispositivos con el concentrador o estacin controladora

de la topologa: poleo y contencin.

El tipo de acceso de poleo consiste en contar con una estacin, la cual es la encargada de

asignar permisos a cada dispositivo dentro del segmento; es decir, si el dispositivo tiene

permiso de enviar su informacin, ste comienza su transferencia a su destinatario, de lo

contrario tiene que esperar su turno.


13/18

- TOPOLOGIA DE RED

13

En el tipo de acceso de contencin cada dispositivo enva su informacin slo cuando nadie

en la red est enviando informacin; es decir, slo un dispositivo a la vez puede enviar

informacin, y el concentrador es el encargado de administrar el trfico y enrutarlo de la

mejor manera posible. Este tipo de acceso permite un mayor nmero de paquetes y mejor

rendimiento en la red.

VENTAJAS

Tiene los medios para prevenir problemas.

Si una PC se desconecta o se rompe el cable solo queda fuera de la red esa PC. Fcil de agregar una PC a la LAN, y de reconfigurar la arquitectura.

Fcil de prevenir daos o conflictos.

Permite que todos los nodos se comuniquen entre s evitando ruido en la red.

El mantenimiento resulta ms econmico y fcil en comparacin con la topologa bus.

DESVENTAJAS

Si el nodo central falla, toda la red se desconecta.

Es costosa, ya que requiere ms cable que las topologas bus o anillo.

El cable viaja por separado del hub a cada computadora


14/18

- TOPOLOGIA DE RED

14

TOPOLOGA EN MAYA

En una topologa en malla, cada dispositivo tiene un enlace punto a punto y dedicado concualquier otro dispositivo. El enlace se dice dedicado porque conduce el trfico nicamente

entre los dos dispositivos que se conecta. Debido a esta especial conexin, una red en malla

completamente conectada necesita n(n-1)/2 canales fsicos para enlazar n dispositivos. Para

acomodar tantos enlaces, cada dispositivo de la red debe tener sus puertos de entrada/salida

(E/S).

El establecimiento de una red de malla es una manera de encaminar datos, voz e

instrucciones entre los nodos. Las redes de malla se diferencian de otras redes en que los

elementos de la red (nodo) estn conectados todos con todos, mediante cables separados.

Esta configuracin ofrece caminos redundantes por toda la red de modo que, si falla un

cable, otro se har cargo del trfico.

Figura: Diagrama de topologa en malla

Esta topologa no requiere de un nodo central, con lo que se reduce el mantenimiento (un

error en un nodo, sea importante o no, no implica la cada de toda la red).

Las redes de malla son auto ruteables. La red puede funcionar, incluso cuando un nodo

desaparece o la conexin falla, ya que el resto de los nodos evitan el paso por ese punto.

En consecuencia, la red malla, se transforma en una red muy confiable lo que la hace una

opcin aplicable a las redes inalmbricas, a las redes cableadas y a la interaccin del

software de los nodos.


15/18

- TOPOLOGIA DE RED

15

VENTAJAS

No existe un nico camino para llevar los mensajes de un nodo a otro.

Robusta, no se genera interrupcin en las comunicaciones puesto que si un nododesaparece o falla no inhabilita todo el sistema.

Cada servidor tiene sus propias comunicaciones con todos los dems servidores.

Si falla un cable el otro se har cargo del trafico.

No requiere un nodo o servidor central lo que reduce el mantenimiento.

Privacidad o seguridad, el uso de los enlaces dedicados garantiza que cada conexin

slo debe transportar la carga de datos propia de los dispositivos conectados,

eliminando el problema que surge cuando los enlaces son compartidos por variosdispositivos, las fronteras fsicas evitan que otros usuarios puedan tener acceso a los

mensajes

DESVENTAJAS

Esta red es costosa de instalar ya que requiere de mucho cable.


16/18

- TOPOLOGIA DE RED

16

TOPOLOGA EN RBOL

Topologa de red en la que los nodos estn colocados en forma de rbol. Desde una visin

topolgica, la conexin en rbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas

salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, tiene un nodo de enlace troncal,

generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los dems nodos. Es

una variacin de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupcin en las

comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones.

La topologa en rbol puede verse como una combinacin de varias topologas en estrella.

Tanto la de rbol como la de estrella son similares a la de bus cuando el nodo de

interconexin trabaja en modo difusin, pues la informacin se propaga hacia todas lasestaciones, solo que en esta topologa las ramificaciones se extienden a partir de un punto

raz (estrella), a tantas ramificaciones como sean posibles, segn las caractersticas del

rbol.

Figura: Diagrama de topologa en rbol

Los problemas asociados a las topologas anteriores radican en que los datos son recibidos

por todas las estaciones sin importar para quien vayan dirigidos. Es entonces necesario dotara la red de un mecanismo que permita identificar al destinatario de los mensajes, para que

estos puedan recogerlos a su arribo. Adems, debido a la presencia de un medio de

transmisin compartido entre muchas estaciones, pueden producirse interferencia entre las

seales cuando dos o ms estaciones transmiten al mismo tiempo.


17/18

- TOPOLOGIA DE RED

17

VENTAJAS

El Hub central al retransmitir las seales amplifica la potencia e incrementa la

distancia a la que puede viajar la seal.

Se permite conectar ms dispositivos gracias a la inclusin de concentradores

secundarios. Permite priorizar y aislar las comunicaciones de distintas computadoras.

Cableado punto a punto para segmentos individuales.

Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.

DESVENTAJAS

Se requiere ms cable. 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 l.

Es ms difcil su configuracin.


18/18

- TOPOLOGIA DE RED

18

TOPOLOGA HBRIDA

La topologa hbrida es el conjunto de todas las anteriores. Su implementacin se debe a la

complejidad de la solucin de red, o bien al aumento en el nmero de dispositivos, lo que

hace necesario establecer una topologa de este tipo. Estas topologas hbridas tienen un

costo muy elevado debido a su administracin y mantenimiento, ya que cuentan con

segmentos de diferentes tipos, lo que obliga a invertir en equipo adicional para lograr la

conectividad deseada.

Normalmente, se utilizan dos tipos de topologas hbridas: topologa en estrella-bus y

topologa en estrella-anillo.

En estrella-bus: varias redes de topologa en estrella estn conectadas a una

conexin en bus. Cuando una configuracin en estrella est llena, podemos aadir

una segunda en estrella y utilizar una conexin en bus para conectar las dos

topologas en estrella.

En estrella-anillo: los equipos estn conectados a un componente central al igual que

en una red en estrella. Sin embargo, estos componentes estn enlazados para formar

una red en anillo.

VENTAJAS

Robusta, si un equipo falla no colisiona la red completa

DESVENTAJAS

Altos costos de administracin y mantenimiento

Topologia de Redes (1)

Documents

Transcript of Topologia de Redes (1)