Topología de redes informáticas

Hoy en día conseguir agilidad y eficiencia en las redes informáticas se ha convertido en algo esencial y prioritario. Las redes van creciendo y sus infraestructuras deben estar preparadas para adaptarse a las nuevas exigencias y requerimientos que esto trae consigo de la forma más rápida y provocando los mínimos cortes o problemas posibles en las personas que las utilizan. Contar con una red bien estructurada tanto lógica como físicamente es algo imprescindible en la actualidad para el correcto funcionamiento de esta.

Qué es la topología de redes

Una estructura de cableado es considerada red informática en el momento en el que existen un conjunto de equipos o dispositivos que se conectan a ella y llegan a establecer comunicación entre sí. Estas conexiones son las que definen el tipo de topología a utilizar. Ahora bien, ¿qué es una topología? Es la forma en que se encuentra diseñada una red tanto a nivel lógico como físico.

Por un lado, se encuentra la topología física, que hace referencia a cómo están desplegados y distribuidos los dispositivos, además de cómo se está llevando a cabo la instalación de estos. Por otro, la topología lógica que se basa en qué subredes existen en la red y como están interconectadas entre sí.

Factores que determinan la elección de una topología

Cuando se selecciona que topología de red se va utilizar en una organización se deben tener en cuenta varios factores fundamentales:

• ¿Cuánto cuesta? teniendo en cuenta la inversión que se quiere hacer tanto en la instalación como en el mantenimiento.

• ¿Es viable? teniendo en cuenta qué probabilidad existe de que se pueda implantar la topología tal y como previamente se ha planificado. Para que la viabilidad sea alta y satisfactoria es necesario llevar a cabo un análisis de todos los inconvenientes que pueden surgir y cómo solucionarlos en caso de que ocurran.

• ¿Es flexible y escalable? teniendo en cuenta su capacidad de adaptación cuando se aumenta o disminuye el número de nodos de la red.

• ¿Aporta facilidad y sencillez a la hora de detectar fallos? el tiempo ante la resolución de problemas es esencial en la administración de una red informática por lo que es importante tener en cuenta la sencillez a la hora de detectar errores como un factor determinante.

• ¿Cuántas máquinas se van a conectar entre sí? teniendo en cuenta si es una red pequeña o por el contrario muy extensa.

• ¿Qué tecnología se va utilizar? por ejemplo, protocolos de comunicación, topología propia desde cero o adaptada a la ya existente en una organización, etcétera.

• ¿Cuánto tráfico de información tendrá que soportar la red? haciendo referencia a la cantidad aproximada de datos que se van a desplazar por la red y los dispositivos que se necesitarán para hacer frente a esta y para que su no sea lento.

• ¿Necesita o posee rutas alternativas en caso de falla? se espera que la red diseñada esté siempre disponible. Para lograrlo es necesaria una arquitectura de red con tolerancia a fallas en la que cuando ocurra un problema la cantidad de dispositivos afectados sea la menor posible.

Tipos de topología de redes

A lo largo del presente apartado se va a hacer un desglose de los dos tipos de topologías anteriormente citadas y un recorrido por las ventajas y desventajas de su uso.

Tipos de topologías lógicas

Broadcast

Es aquella en la que cada nodo envía sus datos hacia todos los demás de la red, según el orden en el que les vallan llegando.

Token

Tal y como su propio nombre indica esta topología utiliza un token que indica a cada nodo su turno para comunicarse con el resto. Cuando a un nodo le llega el token (solo existe uno por cada red) puede comenzar a compartir sus datos y este será liberado cuando sea confirmada la recepción de los mismos. En caso de no tener datos para compartir en el momento de recibir el token, lo enviará al siguiente nodo para que lo utilice. Al no existir la posibilidad de que todos los nodos empiecen a enviar mensajes simultáneamente se evita que los paquetes de datos colisionen en una parte de la red.

Tipos de topologías físicas

Bus

En esta topología se transmiten los datos por un solo canal de comunicaciones al que van conectados todos los dispositivos. Tiene como ventaja la fácil instalación, la poca cantidad de cableado que requiere y la gran facilitad a la hora de aumentar o disminuir el número de nodos. Por el contrario, como al hacer uso esta todos los dispositivos de la red ven los mensajes de todos los demás dispositivos, se producen como desventajas problemas de congestión, colisión y bloqueo de la red. Si falla uno de los dispositivos los demás seguirán funcionando con normalidad, pero si existe algún tipo de problema en el canal, ninguno de los dispositivos se podrá conectar ni realizar la comunicación.

Anillo

Se trata de una red de ordenadores conectados entre sí haciendo uso de un cable y formando una estructura de anillo. A una estación le llega un mensaje. Esta comprueba los datos de envío y en el caso de no ser ella la receptora que aparece en el mismo lo pasa al siguiente, y así sucesivamente hasta que llegue a su destino. Es decir, la información pasa por todos los nodos hasta llegar a su receptor.

Pero ¿qué problemas plantea? Al hacer uso de un token, todos los nodos no pueden enviar mensajes al mismo tiempo. Además, si el canal o alguno de los dispositivos se daña o desconecta no existirá conexión entre ninguno de ellos. Y ¿qué ventajas tiene? Este tipo de red suele tener una sencilla instalación y resolución de problemas porque se localiza fácilmente la falla y, además, tiene un mejor rendimiento que la topología en bus.

Existe otro tipo de topología llamada de “doble anillo” que funciona igual que la anterior, pero con un canal paralelo que proporciona tanto una mayor velocidad entre nodos lejanos como una mayor integridad de conexión frente al fallo del cableado del anillo.

Estrella

A diferencia de la topología en bus, que tenía un solo canal de comunicaciones para todos los dispositivos, en esta, cada dispositivo de red tiene su propio canal. De ese modo, no se generan colapsos ni saturación. En contraste con las topologías anteriores (bus y anillo) si cae o se daña un nodo, este no causará problemas en los demás, pero si es el conmutador el que falla, caería toda la red.

Asimismo, la tarea de añadir nodos a la red se vuelve fácil ya que lo único que habría que hacer sería conectarlas al conmutador, provocando también una mejora en lo que a la organización de esta se refiere.

Malla

En la topología en malla cada nodo está conectados con los demás. Es decir, todos tienen conexiones en todas las direcciones y se encargan de enviar los mensajes por la mejor ruta o la más corta posible. En caso de falla buscan otra más lejana, pero tienen como prioridad principal que el mensaje sea entregado a su destinatario. Las ventajas con las que cuenta son la posibilidad de enviar el mensaje por distintas rutas o caminos, la inexistencia de interrupción en las comunicaciones y que es mucho más eficiente en cuanto a rendimiento que las anteriores. La desventaja es que solo funciona con poca cantidad de nodos ya que, si no, el costo y la dificultad de instalación la harían inviable.

Híbrida

Cuando en la red de una organización con necesidades concretas se utiliza la combinación de dos o más topologías se hace uso de la llamada topología híbrida. Estas tienen como ventaja la flexibilidad, ya que son diseñadas para poseer la capacidad de adaptarse y ampliarse con las condiciones más óptimas posibles. Esto se debe a que utiliza las ventajas de otras topologías y desecha sus debilidades, combinando así sus mejores características para hacer una ideal.

De árbol

Este tipo de topología con modelo jerárquico se podría decir que es la unión de la topología de estrella y la de bus, ya que cuenta con un dispositivo central (switch o hub) al que conectan los nodos, compartiendo en este caso el mismo canal de comunicaciones. La información llega a todos los nodos, pero partiendo de una raíz. Como ventaja, permite la fácil resolución de problemas y es mucho más rápida que las demás. Como desventaja, si la parte central o raíz falla, toda la red dejaría de funcionar, es mucho más difícil de configurar que las demás y requiere el uso de mucho cableado.

Conclusión

Como conclusión, aunque la topología de red más utilizada en la actualidad es la de estrella gracias a las ventajas que presenta como son; la alta escalabilidad (permite agregar nuevos nodos de forma sencilla) y la rapidez y facilidad que ofrece para detectar fallas y solucionarlas, se podría indicar que no existe una topología que destaque por encima de las demás como “la mejor”. “La mejor” topología será siempre la que se adapte y consiga que sea más eficiente la red de la organización para la que está diseñada.

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