Topología de red: qué es, tipos y ejemplos

Excepto en el caso de las redes en estrella, la forma más sencilla de añadir más ordenadores a una red es mediante la conexión en cadena, es decir, conectando cada ordenador en serie con el siguiente. Si un mensaje va dirigido a un ordenador que se encuentra en una parte de la línea, cada sistema lo hace rebotar en secuencia hasta que llega al destino. Una red encadenada puede adoptar dos formas básicas: lineal y en anillo.

La topología en estrella reduce la probabilidad de que se produzca un fallo en la red al conectar todos los nodos periféricos (ordenadores, etc.) a un nodo central. Cuando la topología física en estrella se aplica a una red de bus lógico como Ethernet, este nodo central (tradicionalmente un concentrador) retransmite todas las transmisiones recibidas de cualquier nodo periférico a todos los nodos periféricos de la red, incluyendo a veces el nodo de origen. Así, todos los nodos periféricos pueden comunicarse con todos los demás transmitiendo al nodo central y recibiendo de él. El fallo de una línea de transmisión que une cualquier nodo periférico con el nodo central provocará el aislamiento de ese nodo periférico de todos los demás, pero el resto de los nodos periféricos no se verán afectados. Sin embargo, la desventaja es que el fallo del nodo central provocará también el fallo de todos los nodos periféricos,

Si el nodo central es pasivo, el nodo de origen debe ser capaz de tolerar la recepción de un eco de su propia transmisión, retrasado por el tiempo de transmisión de ida y vuelta (es decir, hacia y desde el nodo central) más cualquier retraso generado en el nodo central. Una red en estrella activa tiene un nodo central activo que suele tener los medios para evitar los problemas relacionados con el eco.

Una topología de árbol (también conocida como topología jerárquica) puede verse como una colección de redes en estrella dispuestas en una jerarquía. Este árbol tiene nodos periféricos individuales (por ejemplo, las hojas) que sólo deben transmitir y recibir de otro nodo y no deben actuar como repetidores o regeneradores. A diferencia de la red en estrella, la funcionalidad del nodo central puede estar distribuida.

Al igual que en la red en estrella convencional, los nodos individuales pueden quedar aislados de la red por un fallo puntual de una ruta de transmisión al nodo. Si falla un enlace que conecta una hoja, esa hoja queda aislada; si falla una conexión con un nodo que no es una hoja, toda una sección de la red queda aislada del resto.

Para aliviar la cantidad de tráfico de red que supone la transmisión de todas las señales a todos los nodos, se han desarrollado nodos centrales más avanzados que son capaces de seguir la pista de las identidades de los nodos que están conectados a la red. Estos conmutadores de red "aprenden" la disposición de la red "escuchando" en cada puerto durante la transmisión normal de datos, examinando los paquetes de datos y registrando la dirección/identificación de cada nodo conectado y el puerto al que está conectado en una tabla de búsqueda guardada en la memoria. Esta tabla de búsqueda permite que las futuras transmisiones se dirijan únicamente al destino previsto.

En una topología de malla (es decir, una topología de malla parcialmente conectada), hay al menos dos nodos con dos o más caminos entre ellos para proporcionar caminos redundantes que se utilizarán en caso de que el enlace que proporciona uno de los caminos falle. Esta descentralización suele aprovecharse para compensar la desventaja de un único punto de fallo que se presenta cuando se utiliza un único dispositivo como nodo central (por ejemplo, en las redes en estrella y en árbol). Un tipo especial de malla, que limita el número de saltos entre dos nodos, es un hipercubo. El número de bifurcaciones arbitrarias en las redes de malla las hace más difíciles de diseñar e implementar, pero su naturaleza descentralizada las hace muy útiles. En cierto modo, es similar a una red de malla, en la que se utiliza una topología lineal o de anillo para conectar sistemas en múltiples direcciones. Un anillo multidimensional tiene una topología toroidal, por ejemplo.

Una red totalmente conectada, topología completa o topología de malla completa es una topología de red en la que hay un enlace directo entre todos los pares de nodos. En una red totalmente conectada con nodos, hay n(n-1)/2 enlaces directos. Las redes diseñadas con esta topología suelen ser muy costosas de montar, pero proporcionan un alto grado de fiabilidad debido a las múltiples rutas para los datos que proporciona el gran número de enlaces redundantes entre los nodos. Esta topología se ve sobre todo en aplicaciones militares. Sin embargo, también se puede ver en el protocolo de intercambio de archivos BitTorrent, en el que los usuarios se conectan a otros usuarios en el "enjambre" permitiendo que cada usuario que comparte el archivo se conecte a otros usuarios también involucrados. A menudo, en el uso real de BitTorrent, cualquier nodo individual rara vez está conectado a todos los demás nodos como en una verdadera red totalmente conectada, pero el protocolo permite la posibilidad de que cualquier nodo se conecte a cualquier otro nodo al compartir archivos.

Las redes híbridas utilizan una combinación de dos o más topologías de tal manera que la red resultante no presenta una de las topologías estándar (por ejemplo, bus, estrella, anillo, etc.). Por ejemplo, una red en forma de árbol conectada a otra red en forma de árbol sigue siendo una red en forma de árbol, pero dos redes en forma de estrella conectadas entre sí presentan una topología de red híbrida. Siempre se produce una topología híbrida cuando se conectan dos topologías de red básicas diferentes. Dos ejemplos comunes de redes híbridas son: la red en anillo en estrella y la red en bus en estrella

• Una red de anillo en estrella está formada por dos o más topologías en estrella conectadas mediante una unidad de acceso multiestación (MAU) como eje central.
• Una red de bus en estrella está formada por dos o más topologías en estrella conectadas mediante un tronco de bus (el tronco de bus sirve de columna vertebral de la red).