La topología de red se define como la cadena de comunicación usada por los nodos que conforman una red para comunicarse. Un ejemplo claro de esto es la topología de árbol, la cual es llamada así por su apariencia estética, por la cual puede comenzar con la inserción del servicio de internet desde el proveedor, pasando por el router, luego por un switch y este deriva a otro switch u otro router o sencillamente a los hosts (estaciones de trabajo), el resultado de esto es una red con apariencia de árbol porque desde el primer router que se tiene se ramifica la distribución de internet dando lugar a la creación de nuevas redes o subredes tanto internas como externas. Además de la topología estética, se puede dar una topología lógica a la red y eso dependerá de lo que se necesite en el momento.

En algunos casos se puede usar la palabra arquitectura en un sentido relajado para hablar a la vez de la disposición física del cableado y de cómo el protocolo considera dicho cableado. Así, en un anillo con una MAU podemos decir que tenemos una topología en anillo, o de que se trata de un anillo con topología en estrella.

La topología de red la determina únicamente la configuración de las conexiones entre nodos. La distancia entre los nodos, las interconexiones físicas, las tasas de transmisión y los tipos de señales no pertenecen a la topología de la red, aunque pueden verse afectados por la misma.

Tipos de arquitecturas

Redes de araña

La topología en estrella es la posibilidad de fallo de red conectando todos los nodos a un nodo central. Cuando se aplica a una red basada en la topología estrella este concentrador central reenvía todas las transmisiones recibidas de cualquier nodo periférico a todos los nodos periféricos de la red, algunas veces incluso al nodo que lo envió. Todos los nodos periféricos se pueden comunicar con los demás transmitiendo o recibiendo del nodo central solamente. Un fallo en la línea de conexión de cualquier nodo con el nodo central provocaría el aislamiento de ese nodo respecto a los demás, pero el resto de sistemas permanecería intacto. El tipo de concentrador hub se utiliza en esta topología, aunque ya es muy obsoleto; se suele usar comúnmente un switch.

La desventaja radica en la carga que recae sobre el nodo central. La cantidad de tráfico que deberá soportar es grande y aumentará conforme vayamos agregando más nodos periféricos, lo que la hace poco recomendable para redes de gran tamaño. Además, un fallo en el nodo central puede dejar inoperante a toda la red. Esto último conlleva también una mayor vulnerabilidad de la red, en su conjunto, ante ataques.Si el nodo central es pasivo, el nodo origen debe ser capaz de tolerar un eco de su transmisión. Una red en estrella activa tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco.

Una topología en árbol (también conocida como topología jerárquica) puede ser vista como una colección de redes en estrella ordenadas en una jerarquía. Éste árbol tiene nodos periféricos individuales (por ejemplo hojas) que requieren transmitir a y recibir de otro nodo solamente y no necesitan actuar como repetidores o regeneradores. Al contrario que en las redes en estrella, la función del nodo central se puede distribuir.

Como en las redes en estrella convencionales, los nodos individuales pueden quedar aislados de la red por un fallo puntual en la ruta de conexión del nodo. Si falla un enlace que conecta con un nodo hoja, ese nodo hoja queda aislado; si falla un enlace con un nodo que no sea hoja, la sección entera queda aislada del resto.Para aliviar la cantidad de tráfico de red que se necesita para retransmitir todo a todos los nodos, se desarrollaron nodos centrales más avanzados que permiten mantener un listado de las identidades de los diferentes sistemas conectados a la red. Éstos switches de red “aprenderían” cómo es la estructura de la red transmitiendo paquetes de datos a todos los nodos y luego observando de dónde vienen los paquetes respuesta.

Topología de bus

En la topología linear bus todas las computadoras están conectadas en la misma línea.  El cable procede de una computadora a la siguiente y así sucesivamente.  Tiene un principio y un final, la red linear Bus requiere un terminal en cada final, así recibe la señal y no retorna por eso uno de los finales de una red tipo linear Bus debe tener un "ground".

Una red linear Bus usualmente usa cable coaxial grueso o fino, el Ethernet 10 Base 2 y el 10 Base5.

Comunicación en la Topología Linear Bus

En una red tipo linear Bus, cuando una computadora envía un mensaje, el mensaje va a cada computadora.  Cada tarjeta de red (NIC-Network Interface Card) examina cada dirección del mensaje para determinar a qué computadora está dirigido el mismo.

Ventajas de la Topología Linear Bus Esta topología es bien simple y fácil de arreglar.

Es relativamente más económica ya que requiere menos cableado a diferencia de las otras topologías.

La topología linear bus es especialmente cómoda para una red pequeña y temporera.

Desventajas de la Topología Linear Bus La red linear Bus es conocida como una topología pasiva porque las

computadoras no regeneran la señal.

Esto hace la red vulnerable a la atenuación, ya que pierde señal a través de la distancia del cable.  Aunque se pueden utilizar repetidores para arreglar ese problema.

Otras desventajas son que si se rompe el cable o uno de los usuarios decide desconectar su computadora de la red se rompe la línea.

Esto quiere decir que no tan solo las computadoras del lado opuesto pierden comunicación, sino que entonces habrían dos finales en el cable que no estarían terminados.

Topología en Anillo

La topología de anillo se compone de un solo anillo formado por computadoras y cables. El anillo, como su propio nombre indica, consiste en conectar linealmente entre sí todos los ordenadores, en un bucle cerrado. La información se transfiere en un solo sentido a través del anillo, mediante un paquete especial de datos, llamado testigo, que se transmite de un nodo a otro, hasta alcanzar el nodo destino.

El cableado de la red en anillo es el más complejo, debido por una parte al mayor coste del cable, así como a la necesidad de emplear unos dispositivos denominados Unidades de Acceso Multiestación (MAU) para implementar físicamente el anillo.

A la hora de tratar con fallos y averías, la red en anillo presenta la ventaja de poder derivar partes de la red mediante los MAU's, aislando dichas partes defectuosas del resto de la red mientras se determina el problema. Un fallo, pues, en una parte del cableado de una red en anillo, no debe detener toda la red. La adición de nuevas estaciones no supone una complicación excesiva, puesto que una vez más los MAU's aíslan las partes a añadir hasta que se hallan listas, no siendo necesario detener toda la red para añadir nuevas estaciones.

Funcionamiento de la Topología de Anillo:

La topología de anillo mueve información sobre el cable en una dirección y es considerada como una topología activa. Las computadoras en la red retransmiten toda la información que reciben y la envían a la siguiente computadora en la red. El acceso al medio de la red es otorgado a una computadora en particular en la red por un "token". El token circula alrededor del anillo y cuando una computadora desea enviar datos, espera al token y posiciona de él. La computadora entonces envía los datos sobre el cable, a la computadora destino y esta envía un mensaje de vuelta diciendo que los datos se recibieron correctamente. La computadora que transmitió los datos, crea un nuevo token y los envía a la siguiente computadora, empezando el ritual de paso de token o estafeta (token passing) nuevamente.

Cada computadora tiende estar unida de una forma única. Cuando algún mensaje es enviado, este viaja a través de computadora en computadora. Cada una de ellas examina la dirección de destino. Si el mensaje no está direccionado a ella, reenvía el mensaje a la próxima computadora, y así hasta que el mensaje encuentre la computadora destino. Si se daña el cable, la comunicación no es posible de adquirir.

La topología de anillo se caracteriza principalmente por un camino unidireccional cerrado que puede conectar todos los nodos, dependiendo del control de acceso al medio; se le brindan distintos nombres a esta topología, entre ellos esta:

Bucle: el cual se utiliza para designar anillos en los que el control de acceso está centralizado (una de las estaciones se encarga de controlar el acceso de la red).

Anillo: el cual se utiliza cuando el control de acceso está distribuido por toda la red. Como las características de uno y otro tipo de la red son prácticamente las mismas, utilizamos el término anillo para las dos.

En cuanto a la fiabilidad de esta topología de Anillo presenta las mismas características que la de la topología de Bus: la avería de una estación puede aislarse fácilmente, pero una avería en el cable inutiliza la red. Sin embargo, es más fácil de encontrar a este problema, ya que el cable está físicamente dividido por las estaciones.

En esta topología los nodos están unidos físicamente a un conector central (llamado concentrador de cables o centro de cableado) en forma de estrella, aunque se sigue conservando la lógica del anillo (los mensajes pasan por todos los nodos). Cuando varios nodos fallan, el concentrador separa el nodo dañado del resto del anillo, y permite que el funcionamiento continúe normalmente de una red. Un concentrador admite el orden de 10 nodos. Para formar o expandir un anillo se pueden conectar varios concentradores entre sí, de forma que los procedimientos de acceso sigan siendo los mismos.

En esta configuración para prevenir fallos se puede llegar a utilizar un anillo de protección o de respaldo. En realidad de esta forma se puede observar como un anillo proporciona un enlace de comunicaciones muy fiable y no solo se minimiza las posibilidades de fallos, sin que este quede aislado y localizado (fácil mantenimiento de la red).

Una vez llegado a su destino el paquete de datos, el protocolo de acceso al medio debe incluir mecanismos para retirar dicho paquete de datos.

En pocas palabras, una topología en anillo no es excesivamente difícil de instalar, aunque gaste más cable que una topología en bus, pero el coste de mantenimiento puede ser intolerable sin puntos centralizadores.

La combinación estrella/anillo puede proporcionar una topología muy fiable sin el coste exagerado de cable como estrella pura.

Diferencia de la topología en anillo con la topología en estrella

La topología en anillo se diferencia principalmente en que la información o datos importantes no se concentran en una computadora central como lo hace la topología en estrella, además la topología en anillo tiene un dispositivo que le permite utilizar multi-computadoras en vez de enviar la información a la computadora central.

Ventajas de topología en anillo:

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.

La mayor ventaja que posee es el costo, pues para crearla, basta con que los equipos cuenten con tarjetas de red y con que exista un cable coaxial que una un punto con otro.

Si se poseen pocas estaciones puede obtenerse un rendimiento óptimo.

El sistema provee un acceso equitativo para todas las computadoras.

Esta topología usa menos cable que la topología de estrella.

Se puede operar a grandes velocidades, y los mecanismos para evitar colisiones son sencillos.

Desventajas de topología en anillo:

La ruptura de algún cable o fallo de un nodo altera el funcionamiento de toda la red, al igual que las distorsiones afectan a toda la red.

La topología en anillo utiliza más cable que la topología en bus pero menos que la topología en estrella.

En algunos tipos de topología en anillo es necesario bajar todo el sistema para agregar nodos.

Si se posee gran cantidad de estaciones el rendimiento decaerá.

En algunos casos para conectar una máquina al sistema es necesario desconectarlo de varias máquinas.

Posee una mayor lentitud en la transmisión de la señal, debido a que la información es repartida por todo el anillo.

En este tipo de topología hay una falla muy recurrente que es la de cuando una computadora deja de funcionar o es cortado o dañado el cable en alguna parte de la red esta deja de funcionar por que la información no puede circular en forma perfecta al haber dicha avería en ella y por eso no puede trabajar al 100% de sus funciones. Toda la información pasa a través de cada computadora hasta que la información llega a su máquina destinada y ella la utiliza para lo que la necesita. Este esquema de cables enseña un ahorro en comparación con el de la topología de estrella. La topología de anillo es muy fácil de expandir porque ella para conectar más computadoras, pero mientras se instalan más computadoras nuevas a esta red ella queda desactivada mientras esto ocurra, el mayor daño en ella podría hacerlo el espacio físico, ya que ella sin él no pueden ser enlazadas más computadoras a la red por qué no habría espacio para colocarla en la red.

El movimiento físico de una computadora requiere de dos pasos separados:

Desconectar para remover la computadora.

Otra vez volver a conectar la computadora en su nuevo lugar.

Topologia en malla

La topología en malla principalmente nos ofrece redundancia. En esta topología todas las computadoras están interconectadas entre sí por medio de un tramado de cables. Esta configuración provee redundancia porque si un cable falla hay otros que permiten mantener la comunicación. Esta topología requiere mucho cableado por lo que se la considera muy costosa. Muchas veces la topología MALLA se va a unir a otra topología para formar una topología híbrida.

 

Las redes en malla son aquellas en las cuales todos los nodos están conectados de forma que no existe una preeminencia de un nodo sobre otros, en cuanto a la concentración del tráfico de comunicaciones.

Estas redes permiten en caso de una iteración entre dos nodos o equipos terminales de red, mantener el enlace usando otro camino con lo cual aumenta significativamente la disponibilidad de los enlaces.

·    

    Baja eficiencia de las conexiones o enlaces, debido a la existencia de enlaces redundantes.

·

        Por tener redundancia de enlaces presenta la ventaja de posibilitar caminos alternativos para la transmisión de datos y en consecuencia aumenta la confiabilidad de la red.

·      

  Como cada estación esta unida a todas las demás existe independencia respecto de la anterior.

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  Poco económica debido a la abundancia de cableado.

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  Control y realización demasiado complejo pero maneja un grado de confiabilidad demasiado aceptable.

Topología Mixta

Concepto:

Las topologías mixtas son aquellas en las que se aplica una mezcla entre alguna de

las otras topologías: bus, estrella o anillo. Principalmente podemos encontrar dos

topologías mixtas: Estrella - Bus y Estrella - Anillo.

Características:

Topología anillo-estrella

• Cuando se instala una configuración en anillo, el anillo se establece de forma lógica

únicamente, ya que de forma física se utiliza una configuración en estrella.

• Se utiliza un concentrador, como dispositivo central, de esta forma, si se rompe

algún cable sólo queda inoperativo el nodo que conectaba, y los demás pueden seguir

funcionando.

• El concentrador utilizado cuando se está utilizando esta topología se denomina MAU

(Unidad de Acceso Multiestación), que consiste en un dispositivo que proporciona el

punto de conexión para múltiples nodos. Contiene un anillo interno que se extiende a

un anillo externo.

• A simple vista, la red parece una estrella, aunque internamente funciona como un

anillo.

• Cuando la MAU detecta que un nodo se ha desconectado (por haberse roto el cable,

por ejemplo), puentea su entrada y su salida para así cerrar el anillo.

Topología bus-estrella

• Este tipo de topología es en realidad una estrella que funciona como si fuese en bus.

Como punto central tiene un concentrador pasivo (hub) que implementa internamente

el bus, y al que están conectados todos los ordenadores. La única diferencia que

existe entre esta topología mixta y la topología en estrella con hub pasivo es el

método de acceso al medio utilizado.

Medios:

Cables

1. Par Trenzado

2. Cable Coaxial

3. Cable de Fibra Óptica

Medios Inalámbricos

1. Enlaces ópticos al aire libre

2. Microondas

3. Luz infrarroja

4. Señales de radio

5. Comunicaciones vía satélite

Topología Doble Anillo .

ANILLO DOBLE

La topología de anillo doble es igual a la topología de anillo, con la diferencia de que hay un segundo anillo redundante que conecta los mismos dispositivos.

En otras palabras, para incrementar la fiabilidad y flexibilidad de la red, cada dispositivo de red forma parte de dos topologías de anillo independiente.La topología de anillo doble actúa como si fueran dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez.

En lugar de un anillo, hay dos para aumentar la fiabilidad de la red.

Uno de los anillos se utiliza para la transmisión y el otro actúa como anillo de seguridad o reserva. Si aparece un problema, como un fallo en el anillo o una ruptura del cable, se reconfigura el anillo y continúa la transmisión.

Una de las ventajas de la topología de anillo doble es la redundancia.

La red FDDI es un ejemplo de anillo doble.

FDDI utiliza el sistema de pase de testigo en una configuración de doble anillo. El tráfico en una red FDDI está formado por dos flujos similares que circulan en direcciones opuestas alrededor de dos anillos que giran en sentido contrario. Un anillo se denomina «anillo principal» y el otro «anillo secundario».

En un anillo doble, dos anillos permiten que los datos se envíen en ambas direcciones. Esta configuración crea redundancia (tolerancia a fallos), lo que significa que si uno de los anillos falla, los datos pueden transmitirse por el otro.Normalmente, el tráfico sólo circula por el anillo principal. Si el anillo principal falla, automáticamente FDDI reconfigura la red, de forma que los datos circulen por el anillo secundario en la dirección opuesta

TOTALMENTE CONEXA

La red totalmente conexa es una topología muy eficaz ya que esta unida totalmente todos los nodos aquí se muestra las topologías que al unirlas nos da una totalmente conexa.

Red en malla

Red con topología de malla

La topología en malla es una topología de red en la que cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.

Funcionamiento

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) están conectados todos con todos, mediante cables separados. Esta configuración ofrece caminos redundantes por toda la red de modo que, si falla un cable, otro se hará cargo del tráfico.Esta topología, a diferencia de otras (como la topología en árbol y la topología en estrella), no requiere de un servidor o nodo central, con lo que se reduce el mantenimiento (un error en un nodo, sea importante o no, no implica la caída de toda la red).Las redes de malla son auto ruteables. La red puede funcionar, incluso cuando un nodo desaparece o la conexión 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.Es una opción aplicable a las redes sin hilos (Wireless), a las redes cableadas (Wired) y a la interacción del software de los nodos.Una red con topología en malla ofrece una redundancia y fiabilidad superiores. Aunque la facilidad de solución de problemas y el aumento de la confiabilidad son ventajas muy interesantes, estas redes resultan caras de instalar, ya que utilizan mucho cableado. Por ello cobran mayor importancia en el uso de redes inalámbricas (por la no necesidad de cableado) a pesar de los inconvenientes propios del Wireless.En muchas ocasiones, la topología en malla se utiliza junto con otras topologías para formar una híbrida. Está conectada a un servidor que le manda otros computadoresUna red de malla extiende con eficacia una red, compartiendo el acceso a una infraestructura de mayor porte.

Topología de anillo doble 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.

Topología en estrella extendida La topología en estrella extendida es igual a la topología en estrella, con la diferencia de que cada nodo que se conecta con el nodo central también es el centro de otra estrella. Generalmente el nodo central está ocupado por un hub o un switch, y los nodos secundarios por hubs. La ventaja de esto es que el cableado es más corto y limita la cantidad de dispositivos que se deben interconectar con cualquier nodo central. La topología en estrella extendida es sumamente jerárquica, y busca que la información se mantenga local. Esta es la forma de conexión utilizada actualmente por el sistema telefónico.

Inferencia en redes de creencia múltiplemente conexasgrafos en los que dos nodos están conectados por más de un caminotécnicas:clustering: agrupar algunos de los nodos intermedios en un meganodoventaja: es la mejor forma de obtener una evaluación exactadesventaja: las tablas de probabilidad condicional pueden crecer exponencialmente en tamañocondicionamiento con conjunto de corte: obtener poliárboles dando valores a las variablesventaja: puede ser seguro ignorar árboles con probabilidades bajas (condicionamiento limitado)desventaja: el crecimiento en el número de árboles obtenido puede ser exponencialsimulación estocástica: correr simulaciones en la red con valores aleatorios para cada nodo.