Arquitecturas de RedesTema 1.1.2

Control Distribuido y SCADA

Instituto Tecnológico de Orizaba

Arquitecturas (Topologías)

BusEstrellaAnilloMallaÁrbol

Bus

Es una configuración en donde un único enlace conecta todos los dispositivos de la

red constituyendo una red en forma de tronco.

Tiene como principal ventaja la sencillez de instalación comparada con otras topologías. Sin embargo, se caracteriza también por su dificultad para su reconfiguración (añadir o quitar equipos) o localizar y detectar fallos. Además, la rotura del cable del bus provoca la imposibilidad de transmisión entre cualquier dispositivo de la red.

Los nodos se conectan al bus mediante cables de conexión (latiguillos) y sondas. Un cable de conexión es una conexión que va desde el dispositivo al cable principal. Una sonda es un conector que, o bien se conecta al cable principal, o se pincha en el cable para crear un contacto con el núcleo metálico.

El cable troncal puede tenderse por el camino más eficiente y, después, los nodos se pueden conectar al mismo mediante líneas de conexión de longitud variable. De esta forma se puede conseguir que un bus use menos cable que una malla, una estrella o una topología en árbol.

Es aquella en la que cada dispositivo sólo tiene un enlace dedicado con un

controlador central habitualmente llamado concentrador.

Estrella

En esta topología, cada dispositivo necesita sólo de un enlace de un puerto de entrada y salida para conectarse a un nodo concentrador, por lo tanto esto hace que se facilite la instalación y reconfiguración de la red, además de reducir el número de cables y conexiones. También se caracteriza por la robustez y tolerancia a fallos, ya que si falla un enlace solamente afecta a los dispositivos conectados a ese enlace, permaneciendo todos los demás activos.

El principal problema radica en caso de que falle el concentrador, en cuyo caso todos los enlaces de la red fallarán. Además, el número de dispositivos conectados al concentrador determina la capacidad de proceso de éste.

En una topología en anillo cada dispositivo tiene una línea de conexión dedicada y punto a punto solamente con los dos dispositivos que están a sus lados. La señal pasa a lo largo del anillo en una dirección, o de dispositivo a dispositivo, hasta que alcanza su destino. Cada dispositivo del anillo incorpora un repetidor.

Anillo

Las principales ventajas son que los requerimientos de cable son mínimos, similares a los de la topología bus. Se basa en una serie de conexiones punto a punto de una estación con la siguiente.

El modo de transmisión se organiza por turnos mediante el paso de un permiso de transmisión de una estación a otra (paso de testigo o token passing). El mensaje vuelve al emisor (reconocimiento automático).

El trafico de información va en un sentido único a lo largo del soporte de transmisión. Es una estructura activa, la señal se regenera en cada nodo.

No permite la ampliación en funcionamiento (se interrumpiría físicamente la red)

Los posibles puntos débiles: la caída de un equipo interrumpe el trafico de información (anillo simple), diagnostico difícil debido al sentido único de flujo de información, añadir o quitar nodos afecta a la red, y distancias máximas entre nodos.

Es una configuración en la que cada dispositivo tiene un enlace punto a punto dedicado con cualquier otro dispositivo.

Malla

El término dedicado indica que el enlace sólo conduce el flujo de datos entre los dispositivos que interconecta. En esta topología, los dispositivos que forman la red pueden ser nodos de reenvío y enrutamiento o equipos finales. Ofrece varias ventajas respecto al resto de topologías de red: proporciona una mayor tolerancia a fallos y fiabilidad.

El uso de enlaces dedicados garantiza que cada conexión transporte únicamente los mensajes entre los dispositivos que interconecta, eliminando el problema de que en caso de fallo se pierdan todos los datos que transporta la red, ya que sólo se perderán los que transporta ese enlace. Además, se puede evitar los enlaces que han tenido fallos o problemas de tráfico y, por otro lado, es fácil para el administrador de la red localizar y detectar las causas de la pérdida y dar soluciones a éstas.

También cabe destacar que estas redes, por su topología, tienen la ventaja de la privacidad y seguridad ya que únicamente pueden acceder a un mensaje, que es transportado por un enlace determinado, los dispositivos conectados a él. Pero no obstante, también sufre de ciertas desventajas relacionadas con la cantidad de cable y el número de dispositivos de interconexión (puertos de entrada y salida necesarios). Esto obliga a costes monetarios elevados, a limitaciones de espacio disponible y a dificultades en la instalación y reconfiguración de la red.

Los nodos están conectados de manera parecida a una serie de redes

en estrella interconectadas. Es una variación de la red en bus.

Árbol

La falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones y se comparte un mismo canal. Cuenta con un cable principal (backbone) o cabecera al que hay conectadas redes individuales en bus.

Esta topología permite que la red se expanda hacia y, al mismo tiempo, asegura que nada más existe una ruta de datos entre dos equipos cualesquiera.

El controlador central del árbol es un concentrador activo. Un concentrador activo contiene un repetidor, es decir, un dispositivo hardware que regenera los patrones de bits recibidos antes de retransmitidos.

Topología Ventajas Desventajas

Bus • Facilidad de implementación y crecimiento.

• Dificultad de reconfiguración

• No es muy tolerante a fallos.

Estrella • Facilidad de instalación y reconfiguración.

• Ahorro de cable.• Facilidad para

detectar errores.

• Si falla el concentrador, todo lo que esté conectado a él también fallará.

Anillo • Cableado mínimo. • Imposibilidad de expansión “en caliente”.

• Diagnóstico difícil.

Topología Ventajas Desventajas

Malla • Gran tolerancia a fallos.

• Comunicación directa entre nodos.

• Fácil detección de errores.

• Costos elevados.• Reconfiguración

complicada.

Árbol • Si un nodo falla, sólo afecta a lo que esté conectado al mismo.

• Facilidad de expansión.

• Si falla el nodo o bus principal, todo fallará.

Gracias por su atención. :)