5. Topologías de red
La topología describe cómo se relacionan los dispositivos de una red, tanto en el plano físico (cables, antenas) como en el lógico (cómo fluye el tráfico). Elegirla correctamente afecta la redundancia, la facilidad de crecimiento y los costos operativos. En este tema repasamos las configuraciones clásicas y sus variantes modernas con el objetivo de prepararte para los modelos de interconexión (Tema 10) y la selección de dispositivos (Temas 6 y 7).
5.1 Concepto de topología física y lógica
La topología física representa el trazado real de cables, fibras o enlaces inalámbricos. La topología lógica explica cómo circulan los datos y qué reglas determinan el acceso al medio. Por ejemplo, una red puede tener una topología física en estrella (todos los cables llegan a un switch central) pero una topología lógica en bus si comparte el mismo dominio de colisión.
Comprender esta distinción permite planificar migraciones: es posible reconfigurar la topología lógica mediante software sin cambiar el cableado, o viceversa.
5.2 Topología en estrella
En la topología estrella, todos los nodos se conectan a un dispositivo central, generalmente un switch o un hub. Cada enlace es independiente, lo que simplifica la detección de fallos: si un cable se desconecta, solo afecta a un dispositivo.
- Ventajas: fácil de expandir, aislamiento de fallas y soporte nativo para diferentes tipos de enlaces.
- Desafíos: dependencia del nodo central; requiere cableado adicional en entornos extensos.
- Aplicaciones típicas: oficinas modernas, laboratorios escolares, redes domésticas con un router como punto central.
Hoy la mayoría de las redes cableadas utilizan una estrella jerárquica (acceso, distribución, core) para equilibrar costos y redundancia.
5.3 Topología en bus
La topología bus conecta todos los dispositivos a un mismo medio compartido (cable coaxial o radio). Los datos se transmiten secuencialmente y cada nodo escucha si el mensaje va dirigido a él.
- Ventajas: bajo costo inicial, instalación sencilla en tramos cortos.
- Desafíos: presencia de colisiones, difícil de escalar y diagnosticar; un corte afecta a muchos nodos.
- Aplicaciones típicas: primeras redes Ethernet con cable coaxial, buses industriales como CAN en vehículos.
Aunque hoy se reemplaza por topologías punto a punto, el concepto de medio compartido sigue vigente en algunas WLAN y redes IoT.
5.4 Topología en anillo
En un anillo, cada dispositivo se conecta al siguiente formando un circuito cerrado. Los datos circulan en una dirección (o ambas, según la variante) y cada nodo actúa como repetidor.
- Ventajas: tiempos de acceso previsibles, buena distribución del tráfico.
- Desafíos: un corte puede interrumpir todo el anillo; requiere mecanismos de protección (anillos duales, protocolos de autorrecuperación).
- Aplicaciones típicas: redes metropolitanas SONET/SDH, anillos industriales con protocolos como Ethernet industrial.
Muchas soluciones modernas, como el Protocolo de Anillo Resiliente (REP), combinan anillos con switches Ethernet para lograr convergencias rápidas ante fallas.
5.5 Topología en malla
La topología malla conecta los nodos de manera redundante. En una malla completa, cada dispositivo tiene un enlace directo con todos los demás; en una malla parcial, solo algunos enlaces adicionales aseguran caminos alternativos.
- Ventajas: alta disponibilidad, balanceo de carga y rutas alternativas automáticas.
- Desafíos: costo elevado, complejidad de configuración y necesidad de protocolos de enrutamiento eficientes.
- Aplicaciones típicas: redes de proveedores, infraestructuras críticas, redes inalámbricas comunitarias.
El auge de SD-WAN y las redes malladas inalámbricas (mesh Wi-Fi) demuestra cómo este modelo se adapta a necesidades modernas de resiliencia.
5.6 Topologías híbridas
Las topologías híbridas combinan varias formas para aprovechar sus virtudes. Ejemplos frecuentes:
- Estrella en malla: varios edificios con topología estrella se interconectan mediante una malla redundante.
- Estrella-bus: cada piso de un edificio tiene una estrella y todos los pisos se enlazan en bus o anillo para reducir cableado vertical.
- Árbol jerárquico: combinación de estrellas que reproduce un esquema de core, distribución y acceso.
En diseños reales se eligen topologías híbridas para balancear presupuesto, resiliencia y facilidad de crecimiento.
5.7 Comparativa de topologías
| Topología | Ventajas | Desafíos | Escenarios recomendados |
|---|---|---|---|
| Estrella | Aislamiento de fallos, fácil diagnóstico | Dependencia del nodo central | Oficinas, campus con switches gestionados |
| Bus | Bajo costo inicial, simplicidad | Colisiones, poca escalabilidad | Líneas de sensores, redes temporales |
| Anillo | Latencias previsibles, buen uso del medio | Sensible a cortes, requiere protecciones | Enlaces metropolitanos, anillos industriales |
| Malla | Redundancia total, rutas alternativas | Costos elevados, configuración compleja | Backbone de ISP, redes militares |
| Híbrida | Flexibilidad, adaptación al entorno | Planificación meticulosa | Campus grandes, ciudades inteligentes |
Esta tabla funciona como referencia rápida para seleccionar la topología según los objetivos de disponibilidad, presupuesto y administración. En los siguientes temas profundizaremos cómo los dispositivos (routers, switches) implementan estas estructuras.
