Diseños de topología en anillo y en malla

La estrella y el bus son los conceptos básicos, pero hay otras dos topologías clásicas importantes para el examen: el anillo y la malla. El anillo conecta los dispositivos en un circuito cerrado, mientras que la malla los enlaza mediante numerosas rutas redundantes. Cada una resuelve un problema diferente: acceso ordenado en el caso del anillo y tolerancia a fallos en el de la malla. Comprender ambas completa su visión de cómo la forma de una red afecta a su fiabilidad y coste.

En una topología en anillo, cada dispositivo se conecta exactamente con otros dos, formando un circuito cerrado. Los datos recorren el anillo en una sola dirección y pasan por cada dispositivo hasta llegar a su destino. No hay un concentrador central. El anillo se utilizó en tecnologías como Token Ring y FDDI (Fiber Distributed Data Interface), donde un sistema ordenado de turnos controlaba quién podía transmitir.

Los anillos solían utilizar el paso de testigo para evitar colisiones. Un mensaje pequeño llamado testigo circula por el circuito; solo el dispositivo que tiene el testigo puede transmitir. Cuando termina, pasa el testigo al siguiente dispositivo. Esto garantiza un acceso equitativo y sin colisiones, una ventaja real frente al bus. La desventaja es que un dispositivo debe esperar al testigo incluso cuando la red está inactiva.

Un anillo simple tiene un problema de fragilidad: si falla un dispositivo o un enlace del circuito, los datos ya no pueden completar el recorrido y potencialmente toda la red queda interrumpida. Para solucionarlo, algunos diseños utilizan un anillo dual (dos circuitos que giran en sentidos opuestos), de modo que el tráfico pueda cambiar de dirección alrededor del punto de interrupción. Esta redundancia mejoró la fiabilidad, pero añadió coste y complejidad, y los anillos han sido sustituidos en gran medida por estrellas con switches.

En una topología en malla, los dispositivos se conectan directamente con muchos otros, creando varias rutas entre dos puntos cualesquiera. Una malla completa conecta cada dispositivo con todos los demás, mientras que una malla parcial conecta solo algunos. Cuantos más enlaces haya, mayor será la redundancia: si falla una ruta, el tráfico simplemente utiliza otra. La malla intercambia un mayor coste de cableado por una fiabilidad muy alta.

El número de enlaces crece rápidamente en una malla completa. Para n dispositivos, una malla completa necesita n(n-1)/2 conexiones: seis enlaces para cuatro dispositivos, pero 45 para diez. El coste aumenta enseguida. Una malla parcial añade enlaces redundantes solo donde son más necesarios, equilibrando la tolerancia a fallos y el coste. Por eso la red troncal de Internet y los enlaces WAN críticos utilizan diseños de malla parcial.

La malla es la topología con mayor tolerancia a fallos porque no tiene un único punto de fallo. Gracias a sus numerosas rutas alternativas, la red puede rodear automáticamente los enlaces averiados o los dispositivos inactivos. Esto es exactamente lo que se necesita para Internet, donde las interrupciones no deben aislar regiones enteras.

• Las rutas redundantes sobreviven a los fallos.
• El enrutamiento autorreparable encuentra nuevas rutas.
• Es costosa en cableado y hardware.

La malla no es solo una idea para redes cableadas. Las redes de malla inalámbrica utilizan varios puntos de acceso que retransmiten el tráfico entre sí, ampliando la cobertura por una zona extensa sin tener que instalar cables en todas partes. Si un nodo deja de funcionar, los nodos vecinos desvían el tráfico a su alrededor. Los sistemas Wi-Fi de malla domésticos utilizan esta idea para cubrir una vivienda con señal mediante varias unidades pequeñas que se comunican entre sí.

Las redes reales rara vez utilizan una única forma pura. Una topología híbrida combina varios diseños; por ejemplo, varias redes en estrella conectadas entre sí mediante una malla parcial de switches. Esto proporciona la facilidad de gestión de la estrella en los extremos y la redundancia de la malla en el núcleo. En el examen, espere que los diagramas del mundo real mezclen topologías en lugar de mostrar una única forma de manual.

Utilice un anillo cuando quiera un acceso ordenado y sin colisiones y pueda aceptar su fragilidad o añadir un anillo dual, aunque las redes modernas con switches suelen ser una opción mejor. Utilice una malla cuando la fiabilidad sea crítica y el presupuesto lo permita, por ejemplo, en enlaces troncales y centros de datos de alta disponibilidad. Conocer las ventajas de cada diseño le ayuda a interpretar diagramas de red y responder preguntas de escenarios en el examen.

Imagine el anillo como personas que se pasan un único bastón para hablar alrededor de un círculo: es ordenado, pero si una persona abandona el círculo, el bastón no puede completar la vuelta. Imagine la malla como una red de carreteras entre ciudades: si se cierra una carretera, el tráfico puede desviarse fácilmente. El anillo prioriza el orden; la malla, la resiliencia. Estas imágenes facilitan recordar la función de cada una.

Compruebe su comprensión de los diseños en anillo y en malla.

Ha explorado otras dos topologías. El anillo conecta los dispositivos en un circuito cerrado y a menudo utilizaba el paso de testigo para proporcionar un acceso ordenado y sin colisiones, pero un solo corte puede interrumpir el circuito, a menos que se utilice un anillo dual. La malla conecta los dispositivos mediante numerosas rutas redundantes, lo que la convierte en el diseño con mayor tolerancia a fallos, aunque con un coste de cableado elevado. Una malla completa conecta todos los dispositivos; una malla parcial añade redundancia de forma selectiva. Las redes reales suelen combinar varias formas en diseños híbridos.