REDES, TOPOLOGIAS Y SU ESTRUCTURA

REDES, TOPOLOGIAS Y SU ESTRUCTURA

REDES

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS TIPOS DE RED

LAN

Ventajas: Una LAN da la posibilidad de que los PC's compartan entre ellos programas, información, recursos entre otros. La máquina conectada (PC) cambian continuamente, así que permite que sea innovador este proceso y que se incremente sus recursos y capacidades.

Desventajas: Para que ocurra el proceso de intercambiar la información los PC's deben estar cerca geográficamente. Solo pueden conectar PC's o microcomputadoras.

WAN

Ventajas: Las WAN pueden utilizar un software especializado para incluir mini y macrocomputadoras como elementos de red. Las WAN no esta limitada a espacio geográfico para establecer comunicación entre PC's o mini o macrocomputadoras. Puede llegar a utilizar enlaces de satélites, fibra óptica, aparatos de rayos infrarrojos y de enlaces

Desventajas: Los equipos deben poseer gran capacidad de memoria, si se quiere que el acceso sea rápido. Poca seguridad en las computadoras (infección de virus, 

RAZONES PARA INSTALAR UNA RED DE COMPUTADOR

Instalar una red de computadoras puede ofrecer muchas ventajas para su trabajo. Estas son algunas ventajas ofrecidas al instalar una red de computadoras.

- Compartir programas y archivos.

- Compartir los recursos de la red.

- Compartir bases de datos.

- Expansión económica de una base de PC.

- Posibilidad de utilizar software de red.

- Uso del Correo Electrónico.

- Creación de grupos de trabajo.

- Gestión centralizada.

-Seguridad. 

TOPOLOGÍAS DE RED

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los diferentes host de una empresa o institución para poder así compartir recursos y equipos específicos. Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden interconectar o unir de diferentes formas, siendo la forma elegida un factor fundamental que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red. La topología de red se define como una familia de comunicación usada por los computadores que conforman una red para intercambiar datos. En otras palabras, la forma en que está diseñada la red, sea en el plano físico o lógico. El concepto de red puede definirse como "conjunto de nodos interconectados". Un nodo es el punto en el que una curva se intercepta a sí misma. Lo que un nodo es concretamente, depende del tipo de redes a que nos refiramos. Entonces la  topología de una red es el arreglo físico o lógico en el cual los dispositivos o nodos de una red (computadoras, impresoras, servidores, hubs, switches, enrutadores, etc.) se interconectan entre sí sobre un medio de comunicación. Se refiere a la disposición de los diferentes componentes de una red o la forma en la cual están interconectados físicamente los nodos. Va a depender de diferentes factores tales como: El número de máquinas a interconectar. El tipo de acceso al medio físico que se desea implementar. La infraestructura física donde se implementa la red. El Costo

Debemos distinguir dos aspectos diferentes a la hora de considerar una topología:

1. La topología física, que es la disposición real de las máquinas, dispositivos de red y cableado (los medios) en la red.
2. La topología lógica, que es la forma en que las máquinas se comunican a través del medio físico. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son broadcast (Ethernet) y transmisión de tokens (Token Ring) y transmisión de Tokens (Token Ring) .La topología Broadcast: Cada host envía sus datos hacia todos los demás host del medio de la red.La topología Tokens: La transmisión de Tokens controla el acceso a la red mediante la transmisión de un Token electrónico a cada Host de forma secuencial.La topología matemática, mapas de nodos y enlaces, a menudo formando patrones.

ESTRUCTURA GENERAL DE UNA TOPOLOGÍA DE REDES

Está formada por tres elementos:

ü  Nodo: Localización física de un proceso, se refiere a un punto de intersección en el que confluyen dos o más elementos de una red de comunicaciones.

ü  Enlace: Medio físico, es el vínculo que existe entre dos nodos, a través del cual fluye la información, es decir, la conexión entre dos equipos o nodos.

ü  Protocolo: En términos de red, es el conjunto de reglas previamente establecidas que definen los procedimientos para que dos o más procesos intercambien información, consta de una sintaxis, una semántica y un tiempo.

TIPOS DE TOPOLOGÍAS DE REDES

1.      Punto a punto.

1.1Permanente (dedicada)

1.2 Conmutada

2.      Topología bus.

3.      Topología anillo o circular

4.      Topología doble anillo

       Topologia estrella 

6.      Topología Árbol

7.      Topología malla.

Punto a punto

La topología más simple es un enlace permanente entre dos puntos finales (también conocida como point-to-point, o abreviadamente, PtP). La topología punto a punto conmutada es el modelo básico de la telefonía convencional. El valor de una red permanente de punto a punto la comunicación sin obstáculos entre los dos puntos finales. El valor de una conexión punto-a-punto a demanda es proporcional al número de pares posibles de abonados y se ha expresado como la ley de Metcalfe.

Permanente (dedicada)

De las distintas variaciones de la topología de punto a punto, es la más fácil de entender, y consiste en un canal de comunicacionespunto-a-punto que parece, para el usuario, estar permanentemente asociado con los dos puntos finales. Un teléfono infantil de lata es un ejemplo de canal dedicado físico.

En muchos sistemas de telecomunicaciones conmutadas, es posible establecer un circuito permanente. Un ejemplo podría ser un teléfono en el vestíbulo de un edificio público, el cual está programado para que llame sólo al número de teléfono destino. "Clavar" una conexión conmutada ahorra el costo de funcionamiento de un circuito físico entre los dos puntos. Los recursos en este tipo de conexión puede liberarse cuando ya no son necesarios, por ejemplo, un circuito de televisión cuando regresa al estudio tras haber sido utilizado para cubrir un desfile.

Conmutada

Utilizando tecnologías de conmutación de circuitos o conmutación de paquetes, un circuito punto a punto se puede configurar de forma dinámica y la dejarlo caer cuando ya no sea necesario. Este es el modo básico de la telefonía convencional.

TOPOLOGÍA  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. Las redes de BUS son consideradas como topologías pasivas. Características:La transmisión de la información es por medio de ráfagas.Se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones.No se produce generación de señales en cada nodo o router.Ventajas:Es fácil conectar nuevos nodos a la red.Requiere menos cable que una topología estrella.Fácil de extender su longitud.   Desventajas:Toda la red se caería si hubiera una ruptura en el cable principal.Se requieren terminadores.Es difícil detectar fallas.

Ventajas

Ø  Facilidad de implementación y crecimiento de nodos en la red

Ø  Económica.

Ø  Simplicidad en la arquitectura.

Ø  Requiere menos cable que las otras topologías

Desventajas

•  Longitudes de canal limitadas.
• Un problema en el canal usualmente degrada toda la red.
• 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 difícil detectar el origen de un problema cuando toda la red cae.

CABLES  USADOS:

Es el cable coaxial, en sus dos tipos:

/) THIN (FINO/ DELGADO) RG-58 Y RG-59

/) THICK (GRUESO) RG-60

CONECTORES

El conector BNC (del inglés Bayonet Neill-Concelman) es un tipo de conector para uso con cable coaxial

La familia BNC está compuesta por los siguientes elementos:

Conector de cable “N” BNC: está soldado o incrustado en el extremo del cable.

Conector en “T” BNC: conecta la tarjeta de red del equipo al cable de red.

Un extensor BNC (o barrilete), permite conectar un cable coaxial al extremo de otro, y así aumentar la longitud total de alcance.

Terminadores BNC: ubicados en ambos extremos de un cable bus para absorber señales perdidas.

NOTA: Todos los conectores se encuentran en dos tipos: Machos y Hembras y algunos de forma hibrida.

TOPOLOGÍA  ANILLO

En una red con topología en anillo, los equipos se comunican por turnos y se crea un bucle de equipos en el cual cada uno "tiene su turno para hablar" después del otro

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. Es similar a la topología de BUS en cuanto a que todos los nodos comparten el mismo nodo de transmisión, pero difieren en el hecho de que dicho medio está conectado en forma de anillo (ring).Características:Toda la información viaja en una sola dirección.Cada estación se conecta a otra.En la implementación es posible diseñar anillos que permitan saltar a un nodo que este fallando.El arreglo tiene un BIT de verificación.Ventajas:No requiere de enrutamiento.Requiere poca cantidad de cable.Fácil de extender su longitud, ya que el nodo esta diseñado como repetidor lo que permite ampliar la señal y enviarla más lejos.    

Ventajas.

•    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.

Desventajas:

Altamente susceptible a fallas.Una falla en un nodo deshabilita toda la red (ello habla exactamente en el concepto puro de lo que es una topología de anillo (ring).El software de cada nodo es más complejo.

TOPOLOGÍA  DOBLE ANILLO

Una topología en anillo doble consta de dos anillos concéntricos, donde cada host de la red está conectado a ambos anillos, aunque los dos anillos no están conectados directamente entre sí.

Es análoga a la topología de anillo, con la diferencia de que, para incrementar la confiabilidad y flexibilidad de la red, hay un segundo anillo redundante que conecta los mismos dispositivos. La topología de anillo doble actúa como si fueran dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez.

Ventajas

Redundancia (porque si falla el primer anillo queda el segundo)

 Desventajas

Costoso (porque se duplica la infraestructura necesaria)

TOPOLOGÍA  ESTRELLA

. En una topología estrella todos y cada uno de los nodos de la red se conectan a un concentrador o HUB. Los datos en estas redes fluyen del emisor hasta el concentrador. Este realiza todas las funciones de red además de actuar como amplificador de los datos. Esta configuración se suele utilizar con cables de par trenzado aunque también es posible llevarla a cabo con cable coaxial o fibra óptica. Tanto Ethernet como LocalTalk utilizan este tipo de topología. Características:Servidor centralizado.El nodo central es el responsable de la comunicación entre nodos. Comunicaciones de tipo bidireccionales.

CABLES UTILIZADOS

Los cables utilizados en esta topologías es el cable par trenzado, en sus diferentes tipos, que a continuación se mencionan:

CABLE UTP,

STP

FTP

Ventajas:

Gran facilidad de instalación.Posibilidad de desconectar elementos de red sin causar problemas.Facilidad para la detección de fallo 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 HUB o concentradores.

TOPOLOGÍA  ÁRBOL

La topología en árbol puede verse como una combinación de varias topologías en estrella. Tanto la de árbol como la de estrella son similares a la de bus cuando el nodo de interconexión trabaja en modo difusión, pues la información se propaga hacia todas las estaciones, solo que en esta topología las ramificaciones se extienden a partir de un punto raíz (estrella), a tantas ramificaciones como sean posibles, según las características del árbol.

El enlace troncal es un cable con varias capas de ramificaciones, y el flujo de información es jerárquico. Conectado en el otro extremo al enlace troncal generalmente se encuentra un host servidor.

Ventajas

Ø  Cableado punto a punto para segmentos individuales.

Ø  Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.

Ø  Si falla una maquina (hoja) no perjudica a la red

Ø  Si falla un switch o concentrador, solo falla esa ramificacion.

Desventajas

•     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.

TOPOLOGÍA  MALLA

En una topología en malla, cada dispositivo tiene un enlace punto a punto y dedicado con cualquier otro dispositivo. El término dedicado significa que el enlace conduce el tráfico únicamente entre los dos dispositivos que conecta.. 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.

Características:

Esta topología ofrece redundancias(si un cable falla hay otros que mantiene la comunicación).Es costosa, por sus requerimientos de cableado.La topología malla se va a unir a otra topología para formar una hibrida.Como cada estación esta unida a todas las demás existe independencia respecto de la anterior.

Ventajas:

El uso de los enlaces dedicados garantiza que cada conexión solo transporta la carga de datos propia de los dispositivos conectados.Si un enlace falla no inhabilita todo el sistema.Su privacidad y seguridad.Esta tipología difícilmente falla.   

Desventajas:

Requiere demasiado cableado específicamente si existen n terminales.Cada terminal requiere n-1 puertos de comunicación.El mantenimiento resulta costoso a largo plazo.

Comparativa de los tipos de redes

Para elegir el tipo de red que más se adapte a nuestras pretensiones, tenemos que tener en cuenta distintos factores, como son el número de estaciones, distancia máxima entre ellas, dificultad del cableado, necesidades de velocidad de respuesta o de enviar otras informaciones aparte de los datos de la red y, como no, el costo.
Como referencia para los parámetros anteriores, podemos realizar una comparación de los tres tipos de redes comentados anteriormente. Para ello, supongamos que el tipo Ethernet y Arcnet se instalan con cable coaxial y Token Ring con par trenzado apantallado. En cuanto a las facilidades de instalación, Arcnet resulta ser la más fácil de instalar debido a su topología. Ethernet y Token Ring necesitan de mayor reflexión antes de proceder con su implementación.
En cuanto a la velocidad, Ethernet es la más rápida, entre 10 y 1000 Mbit/s, Arcnet funciona a 2,5 Mbit/s y Token Ring a 4 Mbit/s. Actualmente existe una versión de Token Ring a 16 Mbit/s, pero necesita un tipo de cableado más caro.
En cuanto al precio, Arcnet es la que ofrece un menor coste; por un lado porque las tarjetas que se instalan en los PC para este tipo de redes son más baratas, y por otro, porque el cableado es más accesible. Token Ring resulta ser la que tiene un precio más elevado, porque, aunque las placas de los PC son más baratas que las de la red Ethernet, sin embargo su cableado resulta ser caro, entre otras cosas porque se precisa de una MAU por cada grupo de ocho usuarios más.