Este documento explica los conceptos básicos de las redes. Define una red como un sistema que conecta equipos independientes para compartir datos y recursos. Describe dos tipos principales de redes: redes peer-to-peer y redes basadas en servidores. También cubre las topologías estándar de red, incluidas las topologías de bus, estrella y malla.

1. 1
Fundamentos de Redes y
Topologías

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¿Qué es una Red?
• Una red es un sistema en el que se
conectan entre si varios equipos
independientes para compartir datos y
periféricos, tales como disco duro e
impresora.
• La palabra clave es COMPARTIR

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¿Qué es una Red?
• En su nivel mas elemental, una red
cosiste en dos equipos conectados entre
si con un cable que le permite compartir
datos. Todas las redes,
independientemente de su nivel de
sofisticación, surgen de este sistema tan
simple.

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¿Qué es una Red?
• Surgen como respuesta a la necesidad de
compartir datos de forma rápida.
• Los equipos personales son herramientas
potentes que pueden procesar y
manipular rápidamente grandes
cantidades de datos, pero no permiten
que los usuarios compartan los datos de
forma eficiente.

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¿Qué es una Red?
• Si un equipo personal estuviera
conectado a otros equipos personales,
pudiéramos compartir datos y enviar
documentos y/o archivos a otras
impresoras.
• Esta interconexión de equipos y otros
dispositivos se llama una red.
• El concepto de conectar equipos que
comparten recursos es un sistema de red.

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¿Por qué usar una red?
• Las redes aumentan la eficiencia y
reducen los costos.
• Las tres razones principales son:
– Compartir información o datos
– Compartir hardware o software.
– Centralizar la administración y el apoyo.

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Compartir información o datos
• Al hacer que la información este
disponible para compartir las redes
pueden reducir la necesidad de
comunicación por escrito, aumenta la
eficiencia y hace que cualquier tipo de
dato este disponible simultáneamente
para cualquier usuario que lo necesite.

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Compartir Hardware y Software
• Antes de la aparición de las redes, los usuarios
necesitaban sus propias impresoras, el único
modo en que los usuarios podían compartir una
impresora era hacer turnos para sentarse en el
equipo conectado al printer.
• Las redes pueden usarse para compartir y
estandarizar aplicaciones, para asegurarse que
todas las personas de la red utilizan las mismas
aplicaciones y sus versiones.

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Centralizar la administración y
el apoyo
• Para el personal técnico, es mucho mas
eficiente dar apoyo a una versión de un
sistema operativo o aplicación y
configurar todos los equipos del mismo
modo que dar apoyo y configurar de
manera individual y diferente.

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Principales tipos de redes:
LAN y WAN
• Las redes se clasifican en dos grupos,
dependiendo de su tamaño y función.
• Una rede de área local (LAN) es el
bloque básico de cualquier red.
• Un LAN puede ser muy simple (dos
equipos conectados con un cable) o
compleja (cientos de equipos conectados
dentro de una gran empresa .

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Principales tipos de redes:
LAN y WAN
• La característica que distingue a una LAN
es que está confinada a un área
geográfica limitada.
• Una red de área extensa (WAN), no tiene
limitaciones geográficas.
• WAN puede conectar equipos y otros
dispositivos situados en extremos
opuestos del planeta.

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Principales tipos de redes:
LAN y WAN
• Una WAN consta de varias LAN
interconectadas.
• Podemos ver Internet como la WAN
suprema.

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Configuración de Redes

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Configuración de Redes
• La configuración de los equipos de la red
y la forma en que comparten la
información determina si la red es “peer-
to-peer” o basada en servidor.
• En general todas las redes tienen ciertos
componentes, funciones y características
comunes, estos incluyen:

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Elementos comunes en una Red

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Elementos comunes de una Red
• Servidores: Equipos que ofrecen recursos
compartidos a los usuarios de la red.
• Clientes: Equipos que acceden los recursos
compartidos de la red ofrecidos por los
servidores.
• Medio: Los cables que mantienen las
conexiones físicas.

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Elementos comunes de una Red
• Datos compartidos: Archivos
suministrados a los clientes por parte de los
servidores a través de la red
• Impresoras y otros periféricos
compartidos: Recurso adicionales
ofrecidos por los servidores.
• Recursos: Cualquier servicio o dispositivo,
como archivos, impresoras u otros
elementos, disponibles para su uso por los
miembros de la red.

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Categorías principales de una Red
• Una red puede ser categorizada entre las
siguientes:
– Redes Peer-to-peer
– Redes basadas en servidor

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Factores para categorizar una red
• Las diferencias de éstas están basadas
en factores tales como:
– Tamaño de la Organización
– Nivel de seguridad requerido
– Tipo de negocio
– Nivel de apoyo administrativo disponible
– Cantidad de tráfico en la red
– Necesidades de los usuarios de la red
– Presupuesto de la red

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Redes Peer-to-Peer
• No hay servidores dedicados
• No existe jerarquías entre los equipos. Todos
son iguales y por lo tanto son <<pares>> o
peers.
• Cada equipo actúa como cliente y servidor y
no hay un administrador responsable de la
red completa.
• El usuario de cada equipo determina que
datos van a ser compartidos en la red.

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Redes Peer-to-Peer
• Tamaño
– Las redes peer-to-peer se llaman también grupos
de trabajo o workstation. Generalmente abarca
un máximo de diez equipos.
• Costo
– Son relativamente simples. Pueden ser mas
económicas que las redes basadas en servidor.

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Redes Peer-to-Peer
• Sistemas Operativos
– Su software no requiere le mismo tipo de
rendimiento y nivel de seguridad que le software de
red para servidores.
– Estas redes están incorporadas en muchos
sistemas operativos, por lo que no es necesario
software adicionales para configurarlas.

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Redes Peer-to-Peer
• Implementación:
– Ofrece las siguientes ventajas;
• Los equipos están en las mesas de los usuarios
• Los usuarios actúan como sus propios administradores
y planifican su propia seguridad
• Los equipos de la red están conectadas por un sistema
de cableado simple, fácilmente visible.

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Redes Peer-to-Peer
• ¿Cuándo se recomienda una P-2-P?
– Cuando hay un máximo de 10 usuarios
– Los usuarios comparten recursos, pero no existen
servidores especializados.
– La seguridad no es una cuestión fundamental
– La organización y la red sólo van a experimentar
un crecimiento limitado en un futuro cercano.

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Redes Peer-to-Peer
• Consideraciones sobre P-2-P
– Administración. Las tareas de administración de
la red incluyen:
• Gestionar los usuarios y la seguridad
• Asegurar la disponibilidad de los recursos
• Mantener las aplicaciones y los datos
• Instalar y actualizar software de aplicaciones y de
sistemas operativos.
– Compartir recursos. Todos pueden compartir sus
recursos de la manera en que deseen

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Redes Peer-to-Peer
• Consideraciones sobre P-2-P
– Requisitos del Servidor. En una P2P cada equipo
necesita: recursos para el usuario local y recursos
para el usuario remoto.
– Seguridad. En un P2P esto consiste en definir un
password sobre un recurso. Cada usuario define su
propia seguridad
– Preparación. Como cada usuario es el
administrador de sus equipos necesita tener ciertos
conocimientos como usuario y administrador.

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Redes basadas en Servidor
• Un servidor dedicado es aquel que funciona solo
como servidor y no se utiliza como cliente o
estación.
• Los servidores se llaman dedicados, porque están
optimizados para dar servicio con rapidez a
petición del cliente de la red y garantiza la
seguridad de los archivos y directorios.
• A medida que aumenta el tamaño de la red se
necesita mas de un servidor. Esta división de
tareas asegura que cada tarea será realizada de
forma mas eficiente.

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Servidores especializados
• Los servidores necesitan realizar tareas
complejas y variadas. Veremos los diferentes
tipos de servidores incluidos en muchas redes:
– Servidores de archivos e impresión
• Estos gestionan el acceso del usuario y el uso de recursos
de archivos y el printer. Por ejemplo al ejecutar una
aplicación esta se ejecuta en el equipo del usuario. En otras
palabras los servidores de archivos e impresión se utilizan
para el almacenamiento de archivos y datos.
• Los datos o archivos son descargados al equipo que hace la
petición.

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Servidores especializados
– Servidores de aplicaciones
• Constituyen el lado servidor de las aplicaciones
cliente/servidor, así como los datos disponibles
para el cliente. Por ejemplo los servidores
almacenan grandes cantidades de datos
organizados para que resulte fácil su
recuperación.
• La base de datos permanece en el servidor y solo
se envían los resultados de la petición al equipo
que realiza la misma.

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Servidores especializados
– Servidores de Correo
• Funcionan como servidores de aplicaciones, en el
sentido de que son aplicaciones servidor y cliente
por separado, con datos descargados de forma
selectiva del servidor al cliente.
– Servidores de Fax
• Gestionan el tráfico de fax hacia el exterior y el
interior de la red, compartiendo una o mas tarjeta
modem fax.

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Servidores especializados
– Servidores de comunicaciones
• Gestionan el flujo de datos y mensajes de correo
electrónico entre las propias redes de los
servidores y otras redes, equipos mainframes o
usuarios remotos que se conectan a los servidores
utilizando MODEM y líneas telefónicas.
– Servidores de servicios de directorios
• Permiten a los usuarios localizar, almacenar y
proteger información en la red.

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Ventajas de las redes basadas en
servidor
• Compartir recursos. Ofrece acceso a muchos
recursos manteniendo el rendimiento y la
seguridad
• Seguridad. Es la razón primaria para
seleccionar un enfoque basado en servidor.
• Copia de Seguridad (Backup). Estas pueden
ser programadas varias veces al día o una vez a
la semana dependiendo de la importancia y el
valor de los datos.

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Ventajas de las redes basadas en
servidor
• Redundancia. Los datos pueden ser
duplicados y mantenidos en línea. Si ocurren un
daño en el área primaria, se puede usar una
copia para restaurarlos.
• Numero de usuarios. Una red basada en
servidor puede apoyar miles de usuarios.
• Consideraciones sobre el hardware. El
hardware de los clientes puede estar limitado,
ya que no necesitan mucha memoria RAM y el
almacenamiento en disco necesario para los
servicios de un servidor.

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Comparación de los tipos de redes
Consideración Red Peer-to-Peer
Red basada en
Servidor
Tamaño Bien para 10 clientes
o menos
Limitada solo por el
hardware de red y
servidor
Seguridad Establecida por el
usuario de cada equipo
Seguridad a nivel de
usuario y recursos
amplia y consistente
Administración Usuarios individuales
son responsables de
su propia
administración.
Localizada de forma
central para el control
de la red; requiere
como mínimo un
administrador.

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Topologías de Redes

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Esquemas para la conexión de
redes
• El término topología se refiere a la organización
o distribución física de los equipos, cables y
otros componentes de la red.
• Topología es el término estándar que utilizan la
mayoría de los profesionales de las redes
cuando se refieren al diseño básico de la red.
• También puede conocerse como: esquema
físico, diseño, diagrama o mapa.

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Esquemas para la conexión de
redes
• La selección de una topología tendrá
impacto sobre:
– El tipo de equipo necesario
– Capacidades del equipo
– Crecimiento de la red
– Formas de administrar la red
• Es determinante la planificación de la red
antes de hacer cualquier tipo de inversión.

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Topologías Estándar
• Todos los diseños de redes parten de cuatro
topologías básicas:
– Bus: dispositivos conectados a un cable común.
– Estrella: conexión de equipos a segmentos de
cables que arrancan de un punto único o hub.
– Anillo: conexión de equipos a un cable que forma
un bucle.
– Malla: conecta todos los equipos de la red entre si
con cables separados

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Topologías
• Topología Física de una red se refiere al
propio cable.
• Topología Lógica de una red es la forma
en la que se transmiten las señales por el
cable.

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Bus
• También recibe el nombre
de “bus lineal” porque los
equipos conectan en línea
recta.
• Es el método más simple y
común. Consta de un único
cable llamado segmento
central (trunk, backbone o
segmento) que conecta
todos los equipos de la red
en una única línea.

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Comunicación en el Bus
• Los equipos en esta topología se comunican
enviando datos a un equipo en particular,
enviando estos datos sobre el cable en forma
de señales electrónicas.
• Necesitas conocer tres conceptos
fundamentales:
– Envió de señal
– Rebote o eco de la señal
– Terminal

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Envío de señal
• Los datos de red en forma
de señales electrónicas
se envían a todos los
equipos de la red. Esta
solo será aceptada por
aquel equipo cuya
dirección coincida con la
dirección codificada en la
señal original. Los demás
equipos deben rechazar
los datos. Solo puede
haber un equipo enviando
mensajes.

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Envío de señal
• Como en cada momento solo puede haber
un equipo enviando datos en una red en bus,
el número de equipos conectados afectará el
rendimiento de la red.
• Mientras más equipos haya en el bus, más
equipos estarán esperando para transmitir
datos y como consecuencia la red será lenta.

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Envío de señal
• La cantidad de equipos conectados no es el
único factor que determina el rendimiento del
bus, también pueden ser:
– El hardware de la red
– Número total de órdenes emitidas esperando a
ser ejecutadas
– Tipos de aplicaciones
– Tipo de cable
– Distancia entre los equipos

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Envío de señal
• Los nodos de esta
red no son
responsables de
pasar datos de uno
a otro. Por
consiguiente, si falla
alguno de ellos, no
se afecta al resto de
la red.

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Rebote o Eco de Señal
• Como los datos o la señal electrónica, se
envían a toda la red, viajan de un extremo a
otro del cable. Si se permite a la señal que
continúe ininterrumpidamente, rebotará una
vez y otra por el cable evitando que otros
equipos envíen señales.
• La señal debe ser detenida una vez que haya
tenido la oportunidad de alcanzar la dirección
de destino correcta.

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Rebote o Eco de Señal

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Terminal
• Para detener el rebote o eco de la señal,
se coloca un terminal en cada uno de los
extremos del cable para absorber las
señales libres.
• Al absorber la señal libre se libera el cable
para que otros equipos puedan enviar
datos.
• Todos los extremos de cada segmento
debe estar conectados a algo

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Terminal

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Interrupción de la comunicación
en la red
• Si el cable es separado físicamente en dos
partes o se desconecta un extremo del mismo,
se produce una rotura en el cable.
• En cualquiera de estos casos, uno o ambos
extremos del cable no tendrán un terminal, la
señal rebotará y la actividad de la red se
detendrá.
• Esto es una de las razones por la cual una red
puede “caer”.

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Interrupción de la comunicación
en la red
• Cuando se “cae” la red los equipos pueden
seguir funcionando aislados, pero, mientras este
interrumpido el segmento, no podrán
comunicarse entre sí, ni acceder a los recursos
compartidos.
• Los equipos del segmento caído intentaran
establecer conexión, lo que provocará que el
rendimiento de las estaciones sea mas lento.

52. 52
Interrupción de la comunicación
en la red

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Expansión de la Red
• A medida que crece el tamaño físico de
la instalación, la red también necesitará
crecer.
• El cable de la topología en bus puede
alargarse utilizando uno de estos dos
métodos:

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Expansión de la Red
• Utilizando un acoplador (barrel connector),
que puede conectar dos cables entre si para
constituir un segmento de cable mas largo.
– Estos debilitan la señal y solo deben utilizarse en
ciertas ocasiones

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Expansión de la Red
• Utilizando un repetidor para conectar dos
cables. Este amplifica la señal antes de re-
enviarla lo que permite que la señal viaje mas
lejos.

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Estrella (Star)
• Los segmentos de
cable de cada
equipo están
conectados a un
“hub”.
• Las señales son
transmitidas desde
el equipo a través
del hub a todos los
equipos de la red.

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Estrella (Star)
• Ofrece la ventaja de centralizar los
recursos y la gestión.
• Pero, requiere una gran cantidad
de cables.
• Además, si el punto central falla,
cae toda la red.
• Por el contrario si falla un equipo o
el cable que lo conecta al hub, el
equipo afectado será el único que
no podrá enviar o recibir datos. El
resto de la red continuará
funcionando.

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Anillo
• Esta topología conecta equipos
en un único círculo de cable.
No existen finales con
terminales.
• La señal viaja a través del bucle
en una dirección y pasa a través
de cada equipo, que puede
actuar como repetidor para
ampliar la señal y enviarla al
siguiente.
• El fallo en un equipo puede
tener impacto sobre toda la red.

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Anillo

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Pase de Testigo (Token Ring)
• Un testigo o token es la
secuencia especial de bits que
viajan alrededor de una red.
Cada red tiene únicamente un
testigo.
• El testigo es pasado de equipo
en equipo hasta que llega a un
equipo que tiene datos que
enviar. El equipo que envía
modifica el testigo, pone una
dirección electrónica en los daos
y los envía por el anillo.

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Pase de Testigo (Token Ring)
• Los datos pasan por cada equipo hasta que
llega al que tiene la dirección que coincide con
la implantada en los datos.
• El que recibe envía mensaje de que recibió
datos. Después de verificar, el equipo emisor
crea un nuevo testigo y lo libera en la red.
• El testigo circula por le anillo hasta que una
estación necesita enviar datos.

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Pase de Testigo (Token Ring)

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Pase de Testigo (Token Ring)
• Puede parecer que el testigo requiere mucho
tiempo, pero el testigo viaja a una velocidad
cercana a la de la luz.
• Un testigo puede circular por un anillo de 200
metros de diámetro alrededor de 477,376
veces por segundo.
• Si ocurre alguna falla en alguno de los
equipos la comunicación se pierde y la red se
cae.

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Malla
• En esta topología, cada
equipo esta conectado a
todos los demás
mediante cables
separados.
• Esta configuración ofrece
caminos redundantes de
modo que si falla un
cable, otro se hará cargo
del trafico.

65. 65
Malla
• Resultan costosas ya que hay que utilizar
mucho cableado.
• En ocasiones se utiliza la topología de
malla junto con otras para formar una
topología híbrida.

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Hubs
• El hub se ha convertido en un dispositivo
estándar en las redes. Existen varias
clasificaciones.
• Hubs activos
– La mayoría pertenecen a esta clasificación,
porque regeneran y retransmiten las señales
del mismo modo que un repetidor.
– Los activos requieren corriente eléctrica para
su funcionamiento

67. 67
Hubs
• Hub pasivos
– Aquí entran los paneles de conexión a los
bloques de conexión (punch-down blocks).
– Actúan como puntos de conexión y no
amplifican o regeneran la señal; la señal pasa
a través del hub.
– No necesitan corriente eléctrica para
funcionar.

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Hubs
• Hubs híbridos
– Son hubs avanzados que permiten conectar distintos
tipos de cables

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Consideraciones sobre hubs
• Los sistemas basados en hubs son
versátiles y ofrecen varias ventajas sobre
los sistemas que no los utilizan.
• En una bus lineal, una rotura en el cable
hará caer toda la red. Sin embargo,
utilizando hubs, una rotura cualquiera,
solo afectara un segmento limitado de la
red.

70. 70
Consideraciones sobre hubs
• Ventajas del uso de hubs:
– Los sistemas de cableado pueden ser modificados o
ampliados a medida que sea necesario.
– Se pueden usar puertos diferentes para adaptarse a
diversos sistemas de cableado.
– Se pueden centralizar el monitoreo de la actividad y
el tráfico de la red.
– Muchos hubs activos tiene la capacidad de
diagnosticar si una conexión está funcionando o no.

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Variaciones a las topologías
estándar
• Muchas topologías existentes son
combinaciones híbridas de las topologías en
bus, estrella, anillo y malla.
• Estrella-bus
– Aquí varias redes en estrella están conectadas
entre sí con segmentos de bus lineales.

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Estrella-bus

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Variaciones a las topologías
estándar
• Estrella-bus
– Si un equipo cae no se afecta el resto de la
red.
– Si un hub deja de funcionar, todos los
equipos conectados a el no podrán
comunicarse.
– Si un hub esta conectado a otros hubs esas
conexiones también se interrumpirán.

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Estrella-bus

75. 75
Variaciones a las topologías
estándar
• Estrella-Anillo
– A veces llamada anillo cableado en estrella,
es muy similar a la topología estrella-bus.
– Ambas están centradas en un hub que
contiene el anillo o bus real.
– En un estrella-bus hay segmentos lineales
que conectan los hubs, mientras que los hubs
de una red estrella-anillo están conectados
en forma de estrella al hub principal

76. 76
Estrella-Anillo

77. 77
Variaciones a las topologías
estándar
• Peer-to-Peer
– Una red de este tipo puede configurarse con una
topología física de estrella o bus.
– Como todos los equipos son iguales cada una
puede actuar como cliente y servidor, además la
topología lógica puede resultar distinta.

78. 78
Selección de una topología
• Hay muchos factores a considerar al
decidir cual es la topología mejor que se
adapte a las necesidades de la
organización.
• Analizaremos las ventajas y desventajas
en la siguiente tabla

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Bus
• Ventajas
– El uso del cable es
económico
– El medio es
económico y fácil de
manejar
– El Sistema es fácil y
fiable
– El bus es fácil de
ampliar
• Desventajas
– La red pierde
rendimiento cuando el
tráfico es muy fuerte
– Los problemas son
difíciles de aislar
– Una rotura en el cable
puede afectar a
muchos usuarios.

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Anillo
• Ventajas
– El sistema ofrece un
acceso equitativo a
todos los equipos
– El rendimiento se
mantiene a pesar de
que haya muchos
usuarios
• Desventajas
– El fallo de un equipo
puede afectar al resto
de la red.
– Los problemas son
difíciles de aislar
– La re-configuración de
la red interrumpe su
funcionamiento

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Estrella
• Ventajas
– La modificación del
sistema y la
incorporación de
nuevos equipos es
fácil
– Es posible una
monitorización y
mantenimiento
centralizados
• Desventajas
– Si falla ese punto
centralizado, la red
completa fallará.

82. 82
Malla
• Ventajas
– El fallo de un equipo
no afecta al resto de la
red
– El sistema ofrece un
incremento de la
redundancia y la
fiabilidad, así como
facilidad para resolver
problemas.
• Desventajas
– El sistema es caro de
instalar ya que utiliza
mucho cableado.