SEGUNDA ACTIVIDAD TOPOLOGIAS DE RED Y ARQUITECTURAS DE RED

TOPOLOGIAS DE RED

DEFINICION:

          Se refiere a la forma en que se conectan las computadoras que forman una red, puede ser físicamente es decir la manera en que se dispone una red a través de su cableado o bien lógicamente que es regulando el flujo de los datos. La topología de red se define como la cadena de comunicación usada por nodos que conforman una red para comunicarse ya que a esta la determina únicamente la configuración de las conexiones entre nodos y un servidor.

CARACTERISTICAS:

         Al menos se dice que existen cinco posibles topologías de red básicas: malla, estrella, árbol, bus y anillo.

Sus características de cada una son:

Topología en malla: cada dispositivo tiene un enlace punto a punto y dedicado con cualquier otro dispositivo.

                * El uso de los enlaces garantiza que cada conexión sólo debe transportar la carga de datos propia de los dispositivos conectados, al mismo tiempo eliminando el problema que surge cuando los enlaces son compartidos por varios dispositivos.

                * Esta topología se dice que es robusta ya que si un enlace falla, no inhabilita todo el sistema.

* Privada y segura ya que cuando un mensaje viaja a través de una línea dedicada, solamente lo ve el receptor adecuado pues las fronteras físicas evitan que otros usuarios puedan tener acceso a este mensaje.

Topología en estrella: cada uno de los dispositivos únicamente tiene un enlace punto a punto dedicado con el controlador central, habitualmente llamado concentrador.

                * No permite el tráfico directo de dispositivos ya que el controlador actúa como un intercambiador pues  si un dispositivo quiere enviar datos a otro, envía los datos al controlador, que los retransmite al dispositivo final.

                * Es más barata que una topología en malla.

* En esta cada dispositivo necesita solamente un enlace y un puerto de entrada/salida para conectarse a cualquier número de dispositivos.

Topología en árbol: los nodos que forman a esta  están conectados a un concentrador central que controla el tráfico de la red.

*No todos los dispositivos se conectan directamente al concentrador central ya que la mayoría de los dispositivos se conectan a un concentrador secundario que, a su vez, se conecta al concentrador central.

* Al retransmitir las señales  amplifica su potencia e incrementa la distancia a la que puede viajar la señal.

* Los concentradores secundarios pueden ser activos o pasivos.

Topología en bus: Es multipunto ya que un cable largo actúa como una red troncal que conecta todos los dispositivos en la red.

                * Los nodos se conectan al bus mediante cables de conexión  y sondas.

                * Sencillez de instalación.

Topología en anillo: en esta, 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

* Cada dispositivo está enlazado solamente a sus vecinos inmediatos (bien físicos o lógicos).

TERMINOS

               

                Dedicado: que el enlace conduce el tráfico únicamente entre los dos dispositivos que conecta.

                Controlador central: es un concentrador activo.

Concentrador activo: contiene un repetidor, es decir, un dispositivo hardware que regenera los patrones de bits recibidos antes de retransmitidos.

                Concentrador pasivo: proporciona solamente una conexión física entre los dispositivos conectados.

                Cable de conexión:es una conexión que va desde el dispositivo al cable principal.

                 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.

DIFERENCIAS:

Las topologías de bus y estrella se utilizan mas comúnmente en las redes Ethernet, que son las más populares; en cambio las topologías de anillo se utilizan para Token Ring, debido a que son menos populares pero igualmente funcionales.

-Las redes de bus lineal se puede decir que son las más fáciles de instalar y son relativamente baratas.

-Si uno de los enlaces entre cualquiera de las computadoras se rompe, la red deja de funcionar.

-La topología de estrella es una red de comunicaciones en la que las terminales están conectadas a un núcleo central.

-Si una computadora no funciona, no afecta a las demás, siempre y cuando el servidor no esté caído.

-En una red con topología de bus, desconectar una computadora es suficiente para que toda la red se colapse.

-En cambio en una de tipo estrella, se pueden conectar computadoras a pesar de que la red esté en operación, sin causar fallas en la misma.

-En una topología de anillo en lugar de que la red de anillo tenga un concentrador en el centro, tiene un dispositivo llamado MAU.

VENTAJAS:
-TOPOLOGIA ESTRELLA

*Es más tolerante, esto quiere decir que si una computadora se desconecta o si se le rompe el cable solamente esa computadora es afectada mientras que el resto de la red mantiene su comunicación normalmente.

*Es fácil de reconfigurar, añadir o remover una computadora es tan simple como conectar o desconectar el cable.

*Cada PC es independiente de los demás.

*Facilidad para detectar PCS que estén causando problema en la red.

*Control de tráfico centralizado.

- TOPOLOGIA 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.

* Facilidad de añadir estaciones de trabajo.

 
*Manejo de grandes anchos de banda.

 

 -TOPOLOGIA ANILLO

*Esta red se trata de una arquitectura muy sólida, que pocas veces entra en conflictos con usuarios.

 
*Si se poseen pocas estaciones se puede obtener un rendimiento óptimo.

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

-TOPOLOGIA EN MALLA

*Caminos alternativos para la transmisión de datos y en consecuencia aumento de la confiabilidad de la red.

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

*Privacidad o la Seguridad. Cuando un mensaje viaja a través de una línea dedicada, solamente lo ve el receptor adecuado.

-TOPOLOGIA DE ARBOL

*Cableado punto a punto para segmentos individuales.

*Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.

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DESVENTAJAS:

-TOPOLOGIA  ESTRELLA

*Es costosa ya que requiere más cable que la topología Bus y Ring.

*El cable viaja por separado del Hub a cada computadora.

*Si el Hub se cae, la red no tiene comunicación

*Si una computadora se cae, no puede enviar ni recibir mensajes.

-TOPOLOGIA BUS

*Cuando el número de equipos es muy grande el tiempo de respuesta es más lento.

*Las distorsiones afectan a toda la red.

*Como hay un solo canal, si este falla, falla toda la red.

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

-TOPOLOGIA ANILLO

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

*Las distorsiones afectan a toda la red.

*Si se posee gran cantidad de estaciones el rendimiento decaerá.

-TOPOLOGIA MALLA

*Poco económica debido a la abundancia de cableado.

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

-TOPOLOGIA DE ARBOL

*Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo con él.

*Es más difícil su configuración.

DISPOCITIVOS:

Todas y cada una de las computadoras necesitan el "hardware" para transmitir y recibir información. Es el dispositivo que conecta la computadora  u otro equipo de red con el medio físico.

La NIC: "Network Interface Card" (Tarjeta de interfaz de red) Esta es un tipo de tarjeta de expansión de la computadora y proporciona un puerto en la parte trasera de la PC al cual se conecta el cable de la red.

Hubs (Concentradores): Son equipos que permiten estructurar el cableado de las redes.

REPETIDORES: Son equipos que actúan a nivel físico. Prolongan la longitud de la red uniendo dos segmentos y amplificando la señal, pero junto con ella amplifican también el ruido.

BRIDGES (Puentes): Son equipos que unen dos redes actuando sobre los protocolos de bajo nivel, en el nivel de control de acceso al medio; estos producen las señales, con lo cual no se transmite ruido.

ROUTERS (Encaminadores): Equipos de interconexión de redes que actúan a nivel de los protocolos de red, este Permite utilizar varios sistemas de interconexión mejorando el rendimiento de la transmisión entre redes. Su funcionamiento es más lento que los bridges pero su capacidad es mayor.

GATEWAYS: Equipos para interconectar redes con protocolos y arquitecturas completamente diferentes a todos los niveles de comunicación.

SERVIDORES: Estos son equipos que permiten la conexión a la red de equipos periféricos tanto para la entrada como para la salida de datos. Estos dispositivos se ofrecen en la red como recursos compartidos.

MODEMS: Son equipos que permiten a las computadoras comunicarse entre sí a través de líneas telefónicas; modulación y demodulación de señales electrónicas que pueden ser procesadas por computadoras; estos pueden ser externos o internos.

ARQUITECTURA DE RED

Es el medio más efectivo en cuanto a costos para desarrollar e implementar un conjunto coordinado de productos que se puedan interconectar. La arquitectura es el “plan” con el que se conectan los protocolos y otros programas de software. Por lo tanto esto benéfico para los usuarios de la red y para los proveedores de hardware y software.

FUNCIONAMIENTO:

-Arquitectura SRA: Con la ASR se describe una estructura integral que provee todos los modos de comunicación de datos y con base en la cual se pueden planear e implementar nuevas redes de comunicación de datos.

Una red de comunicación de datos construida con base en los conceptos ARS consta de lo siguiente.

·         Computadora principal

·         Procesador de comunicación de entrada (nodo intermedio)

·         Controlador remoto inteligente (nodo intermedio o nodo de frontera)

·         Diversas terminales de propósito general y orientadas a la industria (nodo terminal o nodo de grupo)

·         Posiblemente redes de are local o enlaces de microcomputadora o macro computadora.

-Arquitectura de Red Digital (DRA): es una arquitectura de red distribuida de la Digital Equipamiento Corporación. Se le llama DECnet y consta de cinco capas.

El objetivo de la DECnet es permitir la interconexión generalizada de diferentes computadoras principales y redes punto a punto, multipunto o conmutadas de manera tal que los usuarios puedan compartir programas, archivos de datos y dispositivos de terminal remotos.

-Arcnet: La Red de computación de recursos conectadas (ARCNET, Attached Resource Computing Network) es un sistema de red banda base, con paso de testigo (token) que ofrece topologías flexibles en estrella y bus a un precio bajo.

Esta tiene un bajo rendimiento, soporta longitudes de cables de hasta 2000 pies cuando se usan concentradores activos y proporciona una red robusta que no es tan susceptible a fallos como Ethernet de cable coaxial si el cable se suelta o se desconecta.

-Ethernet:

Encapsulación de datos

·         Formación de la trama estableciendo la delimitación correspondiente

·         Direccionamiento del nodo fuente y destino

·         Detección de errores en el canal de transmisión

Manejo de Enlace

·         Asignación de canal

·         Resolución de contención, manejando colisiones

Codificación de los Datos

·         Generación y extracción del preámbulo para fines de sincronización

·         Codificación y decodificación de bits

Acceso al Canal

·         Transmisión / Recepción de los bits codificados.

·         Sensibilidad de portadora, indicando trafico sobre el canal

·         Detección de colisiones, indicando contención sobre el canal

       

VENTAJAS:

·         Centralización del control: Los accesos, recursos y la integridad de los datos son controlados por el servidor de forma que un programa cliente defectuoso o no autorizado no pueda dañar el sistema. Esta centralización también facilita la tarea de poner al día datos u otros recursos.

·         Escalabilidad: Se puede aumentar la capacidad de clientes y servidores por separado. Cualquier elemento puede ser aumentado o mejorado en cualquier momento, o se pueden añadir nuevos nodos a la red en este caso clientes y/o servidores.

·         Fácil mantenimiento: Al estar distribuidas las funciones y responsabilidades entre varios ordenadores independientes, es posible reemplazar, reparar, actualizar, o incluso trasladar un servidor, ante todos los cambios ocurridos podremos decir que sus clientes tienen la posibilidad de no verse afectados o ante lo contrario se afectarán mínimamente. Esta independencia de los cambios también se conoce como encapsulación.

·         Existen tecnologías, suficientemente desarrolladas, diseñadas para el paradigma de C/S que aseguran la seguridad en las transacciones, la amigabilidad del interfaz, y la facilidad de empleo.

DESVENTAJAS:

·         La congestión del tráfico ha sido siempre un problema en el paradigma de C/S. Cuando una gran cantidad de clientes envían peticiones simultaneas al mismo servidor, puede ser que cause muchos problemas para éste pues a mayor número de clientes, más problemas para el servidor. De lo contrario, en las redes P2P como cada nodo en la red hace también de servidor, cuantos más nodos hay, mejor es el ancho de banda que se tiene

·         El paradigma de C/S clásico no tiene la robustez de una red P2P. Cuando un servidor está caído, las peticiones de los clientes no pueden ser satisfechas. En la mayor parte de redes P2P, los recursos están generalmente distribuidos en varios nodos de la red. Aunque algunos salgan o abandonen la descarga; otros pueden todavía acabar de descargar consiguiendo datos del resto de los nodos en la red.

·         El software y el hardware de un servidor son generalmente muy determinantes. Un hardware regular de un computador personal puede no poder servir a cierta cantidad de clientes. Normalmente se necesita software y hardware específico, sobre todo en el lado del servidor, para satisfacer el trabajo.

CARACTERISTICAS:

·         Separación de funciones. Dado que las redes separan a  los usuarios y los productos que se venden evolucionan con el tipo, debe haber una forma de hacer que las funciones mejoradas se adapten a la última. Mediante la arquitectura de red el sistema se diseña con alto grado de modularidad, de manera que los cambios se puedan hacer por pasos con un mínimo de perturbaciones.

·         Amplia conectividad. El objetivo de la mayoría de las redes es proveer conexión óptima entre cualquier cantidad de nodos, teniendo en consideración los niveles de seguridad que se puedan requerir.

·         Recursos compartidos. Mediante las arquitecturas de red se pueden compartir recursos tales como impresoras y bases de datos.

·         Administración de la red. Dentro de la arquitectura se debe permitir que el usuario defina, opere, cambie, proteja y de mantenimiento a la red.

·         Facilidad de uso. Mediante la arquitectura de red los diseñadores pueden centrar  su atención en las interfaces primarias de la red y por tanto hacerlas amigables para el usuario.

·         Normalización. Mientras mayor es la normalización, mayor es la colectividad y menor el costo.

·         Administración de datos. En las arquitecturas de red se toma en cuenta la administración de los datos y la necesidad de interconectar los diferentes sistemas de administración de bases de datos.

·         Interfaces. En las arquitecturas también se definen las interfaces como de persona a red, de persona y de programa a programa. De esta manera, la arquitectura combina los protocolos apropiados  y otros paquetes apropiados de software para producir una red funcional.

·         Aplicaciones. En las arquitecturas de red se separan las funciones que se requieren para operar una red a partir de las aplicaciones comerciales de la organización. Se obtiene más eficiencia cuando los programadores del negocio no necesitan considerar la operación.