domingo, 25 de abril de 2010

topologias de red

TOPOLOGÍAS DE RED

La topología de una red es el arreglo físico o lógico en el cual los dispositivos o nodos de una red (e.g. computadoras, impresoras, servidores, hubs, switches, enrutadores, etc.) se interconectan entre sí sobre un medio de comunicación.

a) Topología física: Se refiere al diseño actual del medio de transmisión de la red.
b) Topología lógica: Se refiere a la trayectoria lógica que una señal a su paso por los nodos de la red.

Existen varias topologías de red básicas (ducto, estrella, anillo y malla), pero también existen redes híbridas que combinan una o más de las topologías anteriores en una misma red.

TOPOLOGÍA

CARACTERÍSTICAS

VENTAJAS

DESVENTAJAS

Bus

Topología de red en la que todas las estaciones están conectadas a un único canal de comunicaciones por medio de unidades interfaz y derivadores. Las estaciones utilizan este canal para comunicarse con el resto. La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que pueden comunicarse directamente.

* Permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos

* 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.

* La red linear Bus es conocida como una topología pasiva porque las computadoras no regeneran la señal.

* Si se rompe el cable o uno de los usuarios decide desconectar su computadora de la red se rompe la línea.

Anillo

Topología de red en la que las estaciones se conectan formando un anillo. Cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor, pasando la señal a la siguiente estación del anillo. En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token, que se puede conceptualizar como un cartero que pasa recogiendo y entregando paquetes de información, de esta manera se evita perdida de información debido a colisiones.

* El sistema provee un acceso equitativo para todas las computadoras.

* El rendimiento no decae cuando muchos usuarios utilizan la red.

* La falla de una computadora altera el funcionamiento de toda lea red.

* Las distorsiones afectan a toda la red.

Árbol

Topología de red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, la conexión en árbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas. Es una variación de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones. Cuenta con un cable principal (backbone) al que hay conectadas redes individuales en bus.

* Cableado punto a punto para segmentos individuales.

* Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware

* 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.

* Es más difícil la configuración.

Estrella

Red en la cual las estaciones están conectadas directamente al servidor u ordenador y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de él. Todas las estaciones están conectadas por separado a un centro de comunicaciones, concentrador o nodo central, pero no están conectadas entre sí. Esta red crea una mayor facilidad de supervisión y control de información ya que para pasar los mensajes deben pasar por el hub o concentrador, el cual gestiona la redistribución de la información a los demás nodos.

* Gran facilidad de instalación.

* Posibilidad de desconectar elementos de red sin causar problemas.

* Facilidad para la detección de fallo y su reparación.

* 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 hubs o concentradores.

Malla

La Red en malla es una topología de red en la que cada nodo está conectado a uno o más de los otros 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.

* Es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos.

* No puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones.

* Cada servidor tiene sus propias comunicaciones con todos los demás servidores.

* No requiere un nodo o servidor central lo que reduce el mantenimiento.

* Esta red es costosa de instalar ya que requiere de mucho cable.

Mixta

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.

* Mayor rendimiento y paso de la información

* Es muy costosa por su por su compleja estructura.

CONECTORES PARA REDES


El conector es el interface entre el cable y el DTE o el DCE de un sistema de comunicación, o entre dos dispositivos intermedios en cualquier parte de la red. En las redes de área extendida la estandarización es muy importante, puesto que hay que garantizar que sea cual sea el fabricante de los equipos, los ordenadores conectados se puedan entender, incluso en el nivel físico.

En las redes de área local, al tener un único propietario, hay una mayor libertad en la elección de los conectores. Aún así están totalmente estandarizados.


Algunos de estos conectores se describen a continuación (Figura 3.9):



Redes. Conectores (primera parte)



Figura 3.9. Distintos tipos de cables y conectores.


- RJ11, RJ12, RJ45. Estos conectores se suelen utilizar con cables UTP, STP y otros cables de pares. Para estos cables se habían definido distintas clases y categorías, que son también heredadas por los conectores. Por tanto, al adquirir los conectores se debe especificar la categoría del cable que se pretende utilizar con ellos.

- AUI, DB15. Utilizados en la formación de topologías en estrella con cables de pares, o para la conexión de transceptores a las estaciones.

- BNC. Se utiliza con cable coaxial fino, típico de Ethernet. Mantiene la estructura coaxial del cable en cada conexión (Figura 3.10).

- DB25 y DB9. Son conectores utilizados para transmisiones serie.

-TNC (Threaded BNC). Conector BNC roscado. Es una versión roscada del conector BNC. Este tipo de conector es apto para frecuencias de hasta 12GHz.

En el caso de redes inalámbricas no podemos hablar de conectores sino de antenas de radiación.

Redes. Conectores (segunda parte)

Figura 3.10. a) Piezas que componen un conector BNC para cable coaxial y un terminador de 50. c) Conectores RJ45. c) Conectores y latiguillos para fibra óptica.

Conectores para fibra óptica

Los conectores más comunes utilizados en instalaciones de fibra óptica para redes de área local son los conectores ST y SC. En redes FDDI, suele utilizarse el conector de tipo MIC.

El conector SC (Straight Connection) es un conector de inserción directa. Suele utilizarse en conmutadores Ethernet de tipo Gigabit. La conexión de la fibra óptica al conector requiere el pulido de la fibra y la alineación de la fibra con el conector.

El conector ST (Straight Tip) es un conector semejante al SC pero requiere un giro del conector para su inserción, de modo semejante a los conectores coaxiales. Suele utilizarse en instalaciones Ethernet hibridas entre cables de pares y fibra óptica. Como en el caso del conector SC, también se requiere el pulido y la alineación de la fibra.

En las instalaciones de fibra óptica hay que tener mucho cuidado con la torsión del cable ya que se trata de un material muy frágil. Los fabricantes de fibra suelen recomendar que la fibra no se doble con radios de curvatura inferiores a 25 veces el diámetro del propio cable de fibra.



Conectores para fibra óptica

Figura 3.12. Conectores para fibra óptica de tipo SC (a la izquierda) y ST (a la derecha).




MEDIO DE TRANSMISIÓN

El medio de transmisión constituye el canal que permite la transmisión de información entre dos terminales en un sistema de transmisión.

Las transmisiones se realizan habitualmente empleando ondas electromagnéticas que se propagan a través del canal.

A veces el canal es un medio físico y otras veces no, ya que las ondas electromagnéticas son susceptibles de ser transmitidas por el vacío.

Características

Entre las características más importantes dentro de los medios de transmisión se encuentra la velocidad de transmisión, la distorsión que introduce en el mensaje, y el ancho de banda.

En función de la naturaleza del medio, las características y la calidad de la transmisión se verán afectadas.

Clasificación

Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio, los medios de transmisión se pueden clasificar en dos grandes grupos, medios de transmisión guiados y medios de transmisión no guiados.

Según el sentido de la transmisión podemos encontrarnos con 3 tipos diferentes: Simplex, Half-Duplex y Full-Duplex.

También los medios de transmisión se caracterizan por utilizarse en rangos de frecuencia de trabajo diferentes.

Medios de transmisión guiados

Los medios de transmisión guiados están constituidos por un cable que se encarga de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro.

Las principales características de los medios guiados son el tipo de conductor utilizado, la velocidad máxima de transmisión, las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores, la inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, la facilidad de instalación y la capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace.

La velocidad de transmisión depende directamente de la distancia entre los terminales, y de si el medio se utiliza para realizar un enlace punto a punto o un enlace multipunto. Debido a esto los diferentes medios de transmisión tendrán diferentes velocidades de conexión que se adaptarán a utilizaciones muy dispares.

Dentro de los medios de transmisión guiados, los más utilizados en el campo de las comunicaciones y la interconexión de computadoras son:

  • El par trenzado: Consiste en un par de hilos de cobre conductores cruzados entre sí, con el objetivo de reducir el ruido de diafonía. A mayor número de cruces por unidad de longitud, mejor comportamiento ante el problema de diafonía.

Existen dos tipos de par trenzado:

· Protegido: Shielded Twisted Pair (STP)

· No protegido: Unshielded Twisted Pair (UTP)

El UTP son las siglas de Unshielded Twisted Pair. Es un cable de pares trenzado y sin recubrimiento metálico externo, de modo que es sensible a las interferencias. Es importante guardar la numeración de los pares, ya que de lo contrario el Efecto del trenzado no será eficaz disminuyendo sensiblemente o incluso impidiendo la capacidad de transmisión. Es un cable Barato, flexible y sencillo de instalar. Las aplicaciones principales en las que se hace uso de cables de par trenzado son:

· Bucle de abonado: Es el último tramo de cable existente entre el telefóno de un abonado y la central a la que se encuentra conectado. Este cable suele ser UTP Cat.3 y en la actualidad es uno de los medios más utilizados para transporte de banda ancha, debido a que es una infraestructura que esta implantada en el 100% de las ciudades.

· Redes LAN: En este caso se emplea UTP Cat.5 o Cat.6 para transmisión de datos.Consiguiendo velocidades de varios centenares de Mbps. Un ejemplo de este uso lo constituyen las redes 10/100/1000BASE-T.

  • El cable coaxial: Se compone de un hilo conductor, llamado núcleo, y un mallazo externo separados por un dieléctrico o aislante.
  • La fibra óptica.


Cabe destacar que hay una gran cantidad de cables de diferentes características que tienen diversas utilidades en el mundo de las comunicaciones.

Medios de transmisión no guiados

Los medios de transmisión no guiados son los que no confinan las señales mediante ningún tipo de cable, sino que las señales se propagan libremente a través del medio. Entre los medios más importantes se encuentran el aire y el vacío.

Tanto la transmisión como la recepción de información se lleva a cabo mediante antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea.

La configuración para las transmisiones no guiadas puede ser direccional y omnidireccional.

En la direccional, la antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisora y receptora deben estar alineadas.

En la omnidireccional, la radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones pudiendo la señal ser recibida por varias antenas. Generalmente, cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más factible confinar la energía en un haz direccional.

La transmisión de datos a través de medios no guiados, añade problemas adicionales provocados por la reflexión que sufre la señal en los distintos obstáculos existentes en el medio. Resultando más importante el espectro de frecuencias de la señal transmitida que el propio medio de transmisión en sí mismo.

Según el rango de frecuencias de trabajo, las transmisiones no guiadas se pueden clasificar en tres tipos: radio, microondas y luz (infrarrojos/láser).


Medio de transmisión según su sentido

Este modo de transmisión permite que la información discurra en un solo sentido y de forma permanente, con esta fórmula es difícil la corrección de errores causados por deficiencias de línea (TV).

  • Half-Duplex

En este modo la transmisión fluye cada vez, solo una de las dos estaciones del enlace punto a punto puede transmitir. Este método también se denomina en dos sentidos alternos (walkitoki).

  • Full-Duplex

Es el método de comunicación más aconsejable puesto que en todo momento la comunicación puede ser en dos sentidos posibles, es decir, que las dos estaciones simultanamente pueden enviar y recibir datos y así pueden corregir los errores de manera instantánea y permanentea (teléfono) 214565.