Conceptos básicos de las topologías en estrella y en bus

Una topología es la forma o el patrón con el que están conectados los dispositivos de una red. Describe cómo se distribuyen los cables y cómo se desplazan los datos entre las máquinas. Elegir una topología afecta a tres aspectos importantes: coste, velocidad y fiabilidad. En esta lección comparará las dos distribuciones más antiguas y básicas: la estrella y el bus. Comprenderlas sienta las bases para los diseños de anillo y malla más avanzados que verá a continuación.

En una topología en estrella, cada dispositivo se conecta a un punto central, normalmente un switch (un dispositivo que reenvía datos en una LAN, o red de área local). Ningún dispositivo se comunica directamente con otro; todo el tráfico pasa por el centro. Esta es la distribución que encontrará en casi todas las redes domésticas y de oficina modernas. Cada cable va desde un único dispositivo hasta el switch central, formando una estrella al representarlo gráficamente.

La topología en estrella es popular porque es fácil de administrar y diagnosticar. Si falla un cable, solo ese dispositivo pierde la conectividad; los demás siguen funcionando. Añadir un dispositivo nuevo es sencillo: basta con conectar un cable a un puerto libre del switch.

• Fiable — un cable defectuoso no deja fuera de servicio toda la red.
• Escalable — puede añadir dispositivos conectándolos a puertos disponibles.
• Fácil de aislar las fallas — los problemas se localizan en un único enlace.

La estrella tiene una debilidad evidente: el dispositivo central es un punto único de fallo. Si el switch pierde la alimentación o se avería, todos los dispositivos conectados a él se desconectan a la vez. La estrella también necesita más cableado que los diseños antiguos, ya que cada dispositivo tiene su propio cableado dedicado hasta el centro. A pesar de estos costes, su fiabilidad y sencillez la convierten hoy en la opción estándar.

En una topología en bus, todos los dispositivos comparten un único cable largo denominado backbone. Cada dispositivo se conecta a esta línea. Cuando un dispositivo envía datos, la señal recorre todo el cable y todos los dispositivos la reciben, pero solo el destinatario previsto la conserva. El bus era habitual en las primeras redes porque utilizaba muy poco cableado y era barato de construir.

Un bus necesita un terminador (una pequeña resistencia) en cada extremo del cable. Sin terminadores, las señales rebotan por la línea y provocan interferencias que corrompen los datos. El bus también dependía de CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, acceso múltiple con escucha de portadora y detección de colisiones) para que los dispositivos pudieran compartir el único cable sin transmitir unos encima de otros constantemente.

La topología en bus tiene desventajas importantes que la relegaron a la historia. Como todos los dispositivos comparten un único cable, solo uno puede transmitir cada vez, por lo que el rendimiento disminuye al añadir dispositivos. Y lo que es peor, una sola rotura o un conector flojo en cualquier punto del backbone puede dejar fuera de servicio la totalidad de la red. Diagnosticar el problema implica revisar todo el cable hasta encontrar la falla.

Comparar ambas topologías aclara por qué la estrella sustituyó al bus:

• Cableado — el bus utiliza una línea compartida; la estrella, un cable por dispositivo.
• Tolerancia a fallos — el bus falla en toda la red ante una sola rotura; la estrella aísla las fallas.
• Rendimiento — el bus comparte el ancho de banda; los switches de la estrella proporcionan a cada dispositivo una ruta dedicada.
• Coste — el bus es más barato en cableado, pero mucho más caro en tiempo de inactividad.

La diferencia clave está en cómo se comparte el medio. En un bus, todos los dispositivos compiten por un único cable, por lo que las colisiones (dos dispositivos transmitiendo a la vez) son frecuentes y ralentizan la red. Una estrella con switches moderna evita este problema: el switch proporciona a cada puerto una ruta propia sin colisiones. Esta es una razón importante por la que el diseño de estrella con switch se convirtió en el estándar para redes rápidas y fiables.

La topología en estrella está en todas partes: el router de su hogar, el armario de cableado de una oficina y los racks de un centro de datos la utilizan. El bus puro prácticamente ha desaparecido de las redes Ethernet modernas, aunque su idea perdura en algunos sistemas de bus, como las antiguas instalaciones de televisión por cable y ciertos buses de control industrial. Para el examen Network+, recuerde la estrella como el diseño práctico dominante y el bus como su antecesor que sirve de advertencia.

Imagine la estrella como una rueda de bicicleta: el switch es el buje y cada radio conduce a un dispositivo. Imagine el bus como un único pasillo con puertas a lo largo, donde una voz que grita llena todo el pasillo. La rueda sigue funcionando si se rompe un radio; el pasillo queda en silencio si se derrumba en cualquier punto. Estas imágenes facilitan recordar las ventajas y desventajas durante la presión de un examen.

Compruebe su comprensión de las topologías en estrella y en bus.

Ha comparado las dos topologías de red más básicas. La estrella conecta cada dispositivo a un switch central, aísla los fallos y se amplía fácilmente, pero el switch es un único punto de fallo. El bus comparte un cable troncal con terminadores en ambos extremos; es económico, pero cualquier corte provoca el fallo de toda la red y el rendimiento disminuye cuando aumenta la carga. La estrella con switches es el estándar actual, mientras que el bus sobrevive principalmente como ejemplo didáctico. A continuación explorará los diseños en anillo y en malla.