La topología de una red se refiere al arreglo físico o lógico en el que los dispositivos de una red como computadoras, servidores e impresoras se interconectan a través de un medio de comunicación. Existen varias topologías básicas como bus, estrella, anillo y malla, pero también redes híbridas que combinan varias topologías. Cada topología tiene ventajas y desventajas dependiendo del tamaño y propósito de la red.

1. ¿Qué es la topología de una 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 de ducto (bus)
Una topología de ducto o bus está caracterizada por una dorsal principal con
dispositivos de red interconectados a lo largo de la dorsal. Las redes de ductos
son consideradas como topologías pasivas. Las computadoras "escuchan" al
ducto. Cuando éstas están listas para transmitir, ellas se aseguran que no haya
nadie más transmitiendo en el ducto, y entonces ellas envían sus paquetes de
información. Las redes de ducto basadas en contención (ya que cada
computadora debe contender por un tiempo de transmisión) típicamente emplean
la arquitectura de red ETHERNET.
Las redes de bus comúnmente utilizan cable coaxial como medio de
comunicación, las computadoras se contaban al ducto mediante un conector BNC
en forma de T. En el extremo de la red se ponía un terminador (si se utilizaba un
cable de 50 ohm, se ponía un terminador de 50 ohms también).
Las redes de ducto son fácil de instalar y de extender. Son muy susceptibles a
quebraduras de cable, conectores y cortos en el cable que son muy difíciles de
encontrar. Un problema físico en la red, tal como un conector T, puede tumbar
toda la red.

2. Topología de estrella (star)
En una topología de estrella, las computadoras en la red se conectan a un
dispositivo central conocido como concentrador (hub en inglés) o a un conmutador
de paquetes (swicth en inglés).
En un ambiente LAN cada computadora se conecta con su propio cable
(típicamente par trenzado) a un puerto del hub o switch. Este tipo de red sigue
siendo pasiva, utilizando un método basado en contención, las computadoras
escuchan el cable y contienden por un tiempo de transmisión.
Debido a que la topología estrella utiliza un cable de conexión para cada
computadora, es muy fácil de expandir, sólo dependerá del número de puertos
disponibles en el hub o switch (aunque se pueden conectar hubs o switchs en
cadena para así incrementar el número de puertos). La desventaja de esta
topología en la centralización de la comunicación, ya que si el hub falla, toda la red
se cae.
Hay que aclarar que aunque la topología física de una red Ethernet basada en hub
es estrella, la topología lógica sigue siendo basada en ducto.

4. Topología de anillo (ring)
Una topología de anillo conecta los dispositivos de red uno tras otro sobre el cable
en un círculo físico. 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 los paquetes que reciben y los 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. La computadora
destino envía un mensaje (a la computadora que envió los datos) que de fueron
recibidos correctamente. La computadora que transmitio los datos, crea un nuevo
token y los envía a la siguiente computadora, empezando el ritual de paso de
token o estafeta (tokenpassing) nuevamente.

5. Topología de malla (mesh)
La topología de malla (mesh) utiliza conexiones redundantes entre los dispositivos
de la red aí como una estrategia de tolerancia a fallas. Cada dispositivo en la red
está conectado a todos los demás (todos conectados con todos). Este tipo de
tecnología requiere mucho cable (cuando se utiliza el cable como medio, pero
puede ser inalámbrico también). Pero debido a la redundancia, la red puede seguir
operando si una conexión se rompe.
Las redes de malla, obviamente, son mas difíciles y caras para instalar que las
otras topologías de red debido al gran número de conexiones requeridas.

6. Estructura de una red.
Estructura de una red. En toda red de computadoras es necesaria la presencia
de tres elementos, la computadora, el medio de transmisión y la tarjeta de red o el
módem. La ausencia de alguno de ellos impide la transmisión de los datos por la
red y la constitución de la red misma.
El medio de transmisión
El medio de transmisión es el medio físico por el cual se transmiten los datos
desde la computadora fuente a la computadora destino. El elemento físico sobre el
cual está implementada la Capa Física del Modelo de Referencia OSI es conocido
como medio de transmisión. Una forma muy común para transportar los datos es
almacenar dicha información en un soporte magnético, usualmente un disco
flexible, y transportarlo físicamente hasta la máquina destino que tendrá la
capacidad de acceder a ella utilizando una unidad de disco flexible.
Par trenzado
Es el medio de transmisión más antiguo y más utilizado. El mismo consiste en dos
alambres de cobre aislados, generalmente de 0.5-0.9 mm de diámetro. Los
alambres se tuercen en forma helicoidal. La forma trenzada del cable se usa para
disminuir la interferencia eléctrica con respecto a los pares cercanos que se
encuentran a su alrededor.
La aplicación más común del par trenzado se encuentra en el sistema telefónico.
Mediante el par trenzado los teléfonos se conectan a los centros de conmutación
del sistema telefónico. La distancia que se puede recorrer con estos cables es de
varios kilómetros, sin necesidad de ampliar las señales, sin embargo, es necesario
incluir repetidores en distancias más largas.
Cuando hay muchos pares trenzados colocados paralelamente que recorren
distancias considerables, como podrían ser el caso de los cables de un edificio de
apartamentos, estos se cubren y se protegen mediante pantallas protectoras y
recubrimientos especiales. Los pares dentro de estos agrupamientos podrían sufrir
interferencias mutuas si no estuvieran trenzados.

7. Los pares trenzados se pueden usar tanto para transmisión analógica como digital
y su ancho de banda depende del calibre del alambre y de otras características
constructivas. Debido a su adecuado comportamiento y bajo costo, los pares
trenzados se utilizan ampliamente y es probable que su presencia permanezca por
muchos años.
Cable coaxial
El "cable coaxial" es otro medio característico de transmisión. Existen dos tipos de
cable coaxial que son utilizados con frecuencia. Uno de ellos es el cable de 50
ohmios, utilizado en la transmisión digital, y el cable de 75 ohmios, empleado en la
transmisión analógica. El cable coaxial posee un conductor interno de cobre sólido
que constituye el núcleo, el cual está revestido por un material aislante, el cual
está envuelto por un conductor cilíndrico que usualmente se presenta como una
malla de tejido trenzado. El conductor externo está cubierto por una capa de
plástico protector.
La construcción del cable coaxial produce una buena combinación de un gran
ancho de banda y una excelente inmunidad al ruido. Las posibilidades de
transmisión sobre un cable coaxial dependen de la longitud del cable. Para cables
de 1 km. Por ejemplo, es factible obtener velocidades de datos de hasta 10 Mbps,
y en cables de longitudes menores, es posible obtener velocidades más altas. Los
cables coaxiales se emplean ampliamente en redes de área local y para
transmisiones de larga distancia del sistema telefónico.
Fibras ópticas
El desarrollo reciente de la tecnología óptica ha posibilitado la transmisión de
información mediante pulso de luz. Un pulso de luz se puede utilizar para indicar
un bit de valor 1; la ausencia de un pulso indicará la existencia de un bit de valor 0.
La luz visible tiene una frecuencia muy alta, lo que trae consigo que el ancho de
banda de un sistema de transmisión óptica presente un potencial enorme.
Fibras Ópticas

8. Un sistema de transmisión óptica tiene tres componentes: el medio de transmisión,
la fuente de luz y el detector. El medio de transmisión es una fibra ultra delgada de
vidrio o silicio fundido, más delgada que un cabello humano. La fuente de la luz
puede ser un diodo emisor de luz (LED) o un diodo láser, cualquiera de los dos
emite pulsos de luz cuando se le aplica una corriente eléctrica. El detector es un
"fotodiodo" que genera un pulso eléctrico en el momento en el que recibe un rayo
de luz. Al colocar un LED o un diodo láser en el extremo de una fibra óptica y un
fotodiodo en el otro, se tiene una transmisión de datos unidireccional que acepta
una señal eléctrica, la convierte y la transmite por medio de pulsos de luz y
después reconvierte la salida en una señal eléctrica en el extremo receptor.
Actualmente los sistemas de fibra óptica son capaces de transmitir datos a 1000
Mbps. Experimentalmente se ha demostrado que los láseres potentes pueden
llegar a excitar fibras de 100 km. de longitud sin necesidad de utilizar repetidores,
aunque la velocidad es mas baja. Los enlaces de fibra óptica están siendo
empleados en la instalación de líneas telefónicas de larga distancia.
Transmisión por trayectoria óptica
Aunque muchos de los sistemas de comunicación de datos utilizan cables de
cobre o fibras ópticas para realizar la transmisión, algunos simplemente emplean
el aire como un medio para hacerlo. La transmisión de datos por rayos infrarrojos,
láser, microondas o radio, no necesita de otro medio físico que no sea el aire.
Cada una de estas técnicas se adapta a la perfección a ciertas aplicaciones. Una
aplicación común en donde el recorrido de un cable o fibra resulta en general
indeseable, es el caso del tendido de una LAN por varios edificios localizados en
una escuela u oficinas de un centro empresarial, o bien en un complejo industrial.
En el interior de cada edificio, la LAN puede utilizar cobre o fibra, pero para las
conexiones que se hagan entre los edificios necesitarían hacerse excavaciones en
las calles para construir una instalación soterrada. Esto en general constituye un
gasto considerable. Por otra parte, el hecho de poner un transmisor y receptor
láser o infrarrojo en lo alto de un edificio resulta sumamente económico, fácil de
llevar a cabo y casi siempre estará permitida su realización. La comunicación
mediante láser o luz infrarroja es por completo digital, altamente directiva y en
consecuencia casi inmune a cualquier problema de derivación u obstrucción. Por
otra parte, la lluvia y neblina pueden ocasionar interferencia en la comunicación
dependiendo de la longitud de onda elegida.

9. Comunicación por satélites
La comunicación mediante satélite posee ciertas propiedades que la hacen
interesante en algunas aplicaciones. Este tipo de comunicación puede imaginarse
como si un enorme repetidor de microondas estuviese localizado en el espacio.
Está constituido por uno o más dispositivos "transmisor-receptor", cada uno de los
cuales escucha una parte del espectro, amplía la señal de entrada y la retransmite
a otra frecuencia para impedir los efectos de interferencia con las señales de
entrada.
El flujo dirigido hacia abajo puede ser muy amplio y cubrir una parte significativa
de la superficie de la tierra, o bien puede ser estrecho y cubrir sólo un área de
cientos de kilómetros de diámetro.
La Tarjeta de red o el Módem
La tarjeta de red o el módem se encarga, entre otras cosas, de transmitir y recibir
los datos. Esta tarjeta toma los datos que le entrega la computadora y los coloca
en el medio de transmisión. También realiza el proceso inverso, toma los datos
que le llegan por el medio de transmisión y se los entrega a la computadora
destinataria. Entre la computadora y el medio de transmisión debe existir un
dispositivo interface cuya función fundamental es la transmisión y la recepción de
los datos.
Tarjeta de red
La tarjeta interface de red es conocida en los medios técnicos como NIC (Network
Interface Card). Una de sus tareas principales es la transmisión y recepción de las
señales digitales. Todas las computadoras integrantes de una red tienen
conectada una de estas tarjetas, independientemente de su función como servidor
o como estación de trabajo. Además, cada una de las tarjetas tiene que estar
conectada al medio de transmisión, que es quien enlaza físicamente a todas las
NIC de las computadoras integrantes de la red.

10. Las tarjetas de red aseguran junto con el sistema operativo de red el control del
flujo de la información; identifican los datos que están dirigidos a ella para tomarlos
del medio de transmisión; transmiten la información en el instante oportuno, es
decir, cuando el canal de comunicación esta vacío, o sea, que no este
transmitiendo otra tarjeta de red; hace un muestreo del medio para asegurarse
que la información transmitida no se ha deteriorado antes de llegar a su
destinatario, etc. Las NIC son empleadas fundamentalmente en las redes de área
local.
El módem
Los módems no solo facilitan el proceso de transmisión, proporcionan además una
serie de características adicionales que ayudan en la comunicación. Entre ellas
están: el rediscado automático cuando el número está ocupado, contestar
llamadas, la selección automática de la velocidad de conexión, el envío y
recepción de fax, y en algunos casos la capacidad de aceptar mensajes de voz. La
velocidad bruta de transmisión es una de las características primordiales de los
módems, puesto que de ella depende el tiempo requerido para transferir un
archivo.
Una de las principales características de los módems es el empleo de los
protocolos de MNP-4 o V.42, que le dan la capacidad de detección y/o corrección
de errores. Mientras que la utilización de los protocolos MNP-5 o V.42 bis le
permite la compresión de los datos antes de su transmisión y su descompresión
automática a su llegada. El empleo de estos últimos posibilita alcanzar
velocidades de transmisión de datos superior que la velocidad bruta proporcionada
por el protocolo de modulación que soporte el módem.
Los módems se pueden clasificar de acuerdo a diferentes criterios. Una de ellas
es su clasificación basada de acuerdo a su ubicación; así, pueden ser internos o
externos.
El módem interno se coloca dentro de la computadora como una tarjeta
electrónica más, a la cual se conecta la línea telefónica y se alimenta de la
fuente de la máquina.
El módem externo, es un dispositivo externo de la computadora, que tiene
su propia fuente de alimentación. Este dispositivo se conecta a la
computadora por medio de un puerto serie y se enlaza a la línea telefónica
a través de un conector que tiene generalmente en su parte trasera.
Cuando se elige un módem se debe tener en cuenta la velocidad a la cual este se
puede comunicar, si es interno o externo y que tenga los protocolos
implementados preferiblemente en el hardware.

11. Ventajas y Desventajas
Teniendo en cuenta las diferentes topologías
Ventajas
Se podría desarrollar una lista con algunas de sus ventajas en las cuales
encontraríamos algunas de las siguientes:
Posibilidad de compartir hardware y software.
Archivos ya sean documentos, imágenes, audio-video, etc.
Dentro del hardware el uso de impresora compartida lo cual aminora un
gasto en tinta, papel y requiere menor número de impresoras (basta con
una por red).
Seguridad.
Reducción de gastos en línea telefónica: basta sólo con contratar un
servicio de Internet ya que podemos distribuirlo a través de la red de forma
sencilla teniendo como resultado Internet en todos los nodos de ésta.
Una gran posibilidad de conectar computadoras: desde 2 hasta las que nos
posibiliten el equipo mediante el cual los conectamos Ej: cantidad de bocas
disponible en un switch.
Según el material de conexión usado podemos hablar de una ventaja en la
distancia que puede alcanzar Ej: usando un cable UTP de 4 pares con
conectores RJ45 y un switch estándar podemos obtener una distancia de
100m pidiendo utilizar este tipo de conexión en un edificio conectando así
varios pisos.
Estas son algunas de las ventajas que podríamos encontrar más comunes en las
cuales podemos ver unas claras ventajas de las redes.
Desventajas
Como desventajas en este caso tomaremos como referencia las imposibilidades
físicas para poder enumerar algunas de las posibles:
Alto costo en cable UTP dado que éste debe recorrer desde el
switch/servidor/router hasta donde se encuentra el nodo produciendo un
gasto significativo dada la relación costo/metros.
Exposición de archivos al resto de los nodos, sea de manera completa o no
administrado por el servidor o nodo a conectar.

12. Colas de impresión: este caso se dará en alguna empresa o ente el cual
necesite de un alto rendimiento de la impresora donde los nodos
conectados a ella soliciten demasiadas impresiones.
Aunque se habla de mayor Seguridad en una red es muy posible que se dé
el caso de un archivo con virus en la red el cual puede ser copiado
infectado.