Tipos y topologías de red que se usan al diseñar una red
Todas las redes se basan en los mismos principios. Puede aplicar estos principios para diseñar y crear las redes locales o basadas en la nube de la organización. Al crear una red, es necesario conocer los distintos tipos de redes, sus topologías y sus usos.
En esta unidad, se tratan algunos de los tipos comunes de topologías de red que se usan para crear redes basadas en Internet.
¿Qué es una red?
Una red es una colección de dispositivos habilitados para red, normalmente formada por equipos, conmutadores, enrutadores, impresoras y servidores. Las redes son una parte fundamental de la vida diaria y existen en hogares, lugares de trabajo y áreas públicas. Las redes permiten la comunicación de todos los tipos de dispositivos habilitados para red.
Tipos de redes
Las redes varían en tamaño, forma y uso. Para facilitar la identificación de los diferentes tipos de red, se clasifican en una de las siguientes categorías de red:
- Redes de área personal
- Red de área local
- Redes de área metropolitana
- Red de área extensa
¿Qué es una red de área personal?
Una red de área personal (PAN) satisface las necesidades de red de un individuo. Un ejemplo de red PAN son los smartphones, relojes inteligentes, tabletas y portátiles, ya que todos se conectan y comparten datos entre sí sin necesidad de conectarse a un punto de acceso o a otros servicios de red de terceros. Las redes PAN suelen usar Bluetooth para comunicarse, ya que proporciona una funcionalidad de uso compartido de datos de corto alcance y de bajo consumo de energía. Los estándares de red asociados a una red PAN son Bluetooth e IEEE 802.15.
¿Qué es una red de área local?
Una red de área local (LAN) satisface las necesidades de red en una sola ubicación. Esta ubicación podría ser la oficina de una organización, una escuela, una universidad, un hospital, un aeropuerto, etc. Normalmente, una red LAN es de propiedad privada y se necesita autenticación y autorización para acceder a ella. De las distintas clasificaciones de una red, una LAN es el tipo de red que se usa con más frecuencia.
¿Qué es una red de área metropolitana?
Una red de área metropolitana (MAN) ofrece funcionalidades de red entre dos ubicaciones diferentes dentro de una ciudad o un área metropolitana para proporcionar una única red extensa. Normalmente, una red MAN requiere una conexión segura y dedicada entre cada red LAN unida a esta.
¿Qué es una red de área extensa?
Una red de área extensa (WAN) proporciona funcionalidades de red entre dos ubicaciones geográficas distintas en la misma zona local o en otra parte del mundo. Por ejemplo, una WAN se usa para conectar la oficina central de una organización con sucursales repartidas por toda la región. Una red WAN vincula varias redes LAN para crear una superred. Con una red WAN, se usa una red privada virtual (VPN) para administrar la conexión entre distintas redes LAN.
Diferencias entre las redes LAN y WAN
Hay varios aspectos que diferencian a una red LAN de una WAN. Conocer estos elementos facilita la planificación de los servicios que se van a implementar en estas redes.
| LAN | WAN |
|---|---|
| Una LAN es una red que funciona de forma privada y en un solo edificio normalmente. | Una red WAN se usa para conectar geográficamente oficinas en distintas ubicaciones. Varias organizaciones pueden operar redes WAN. |
| Una red LAN funciona a velocidades de 10 Gbps o más. | Normalmente, una WAN funciona a una velocidad inferior a 1 Gbps. |
| Una LAN está menos congestionada en comparación con otros tipos de redes. | Una WAN está más congestionada en comparación con otros tipos de redes. |
| Una LAN se puede administrar de forma interna. | Suele ser necesario externalizar la configuración de una red WAN, lo que aumenta el costo. |
Topologías de red
Una topología de red describe la composición física de una red. A continuación se describen cuatro topologías entre las que puede elegir al diseñar una LAN. Son las siguientes:
- En bus
- En anillo
- En malla
- En estrella
Topología en bus
En una topología en bus, cada dispositivo de red está conectado a un único cable de red. Aunque es el tipo de red más sencillo de implementar, tiene limitaciones. La primera limitación es la longitud del cable o bus principal. Cuanto más largo es, más posibilidad hay de que se pierda la señal. Esta limitación restringe el diseño físico de la red. Todos los dispositivos deben estar ubicados físicamente cerca, por ejemplo, en la misma habitación. Por último, si hay una interrupción en el cable de bus, se produce un error en toda la red.
Topología en anillo
En una topología en anillo, cada uno de los dispositivos de red está conectado a su vecino para formar un anillo. Esta forma de red es más resistente que la topología en bus. Una interrupción en el cable también afecta al rendimiento de la red.
Topología en malla
La topología en malla se describe como una malla física o una malla lógica.
En una malla física, cada dispositivo de red está conectado a todos los demás dispositivos de la red. Esto aumenta considerablemente la resistencia de una red, pero puede generar sobrecarga física al conectar todos los dispositivos. En la actualidad, apenas se diseñan redes como una malla completa. La mayoría de las redes usan una malla parcial, es decir, algunos equipos están interconectados, pero otros realizan la conexión mediante un dispositivo.
Existe una sutil diferencia entre una red en malla física y una red en malla lógica. La percepción es que la mayoría de las redes modernas están basadas en malla, ya que cada dispositivo puede ver otros dispositivos de la red y comunicarse con ellos. Sin embargo, esta topología describe una red en malla lógica y es posible principalmente mediante el uso de protocolos de red.
Topología en estrella
La topología de red en estrella es la que se usa con más frecuencia. Cada dispositivo de red se conecta a un concentrador o conmutador centralizado. Los conmutadores y concentradores se pueden vincular entre sí para extender la red y crear redes más amplias. Esta topología es, hasta el momento, la más sólida y escalable.
Ethernet
Ethernet es un estándar de red que es sinónimo de las redes LAN basadas en cable, y que también se usa en redes MAN y WAN. Ethernet ha reemplazado a otras tecnologías de redes LAN cableadas, como ARCNET y Token Ring, y es un estándar del sector.
Aunque Ethernet se asocia a las redes cableadas, recuerde que también se usa en conexiones de fibra óptica.
El estándar Ethernet define un marco para la transmisión de datos, el control de errores y los umbrales de rendimiento. Describe las reglas para configurar una red Ethernet y cómo interactúan entre sí los elementos de la red.
Ethernet se usa en el modelo OSI en las capas de vínculo de datos y física. Fue la base del estándar IEEE 802.3. Este estándar permitió unificar el desarrollo de redes y hardware.
Ethernet es un estándar en constante evolución y la versión original solo admitía una velocidad de transmisión de datos de 2,94 Mbps. En los últimos años, se han publicado varias iteraciones para mantenerse al día con las demandas de mayor velocidad. En la actualidad, las velocidades se amplían hasta 400 Gbps.
Fast Ethernet
Fast Ethernet (IEEE 802.3u) se desarrolló para admitir velocidades de transmisión de datos de hasta 100 Mb/s. Este Ethernet de alta velocidad también se denomina estándar 100BASE-TX.
Gigabit Ethernet
Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab) se desarrolló para admitir redes de comunicación más rápidas compatibles con servicios como el streaming multimedia y voz sobre IP (VoIP). El estándar 1000BASE-T se ejecuta diez veces más rápido que el estándar 100BASE-TX. Gigabit Ethernet ahora se incluye en los estándares 802.3 y se recomienda su uso para redes empresariales. El nuevo estándar es compatible con los estándares 100BASE-T y 10BASE-T (más antiguo).
10 Gigabit Ethernet
El estándar 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae) tiene una velocidad de transferencia de datos nominal de 10 Gbps, por lo que es diez veces más rápido que su predecesor. Esta mejora de la velocidad solo es posible mediante el uso de fibra óptica. El estándar requiere ahora que las redes 10 Gigabit Ethernet usen el enrutamiento basado en áreas en lugar de difundir los datos a todos los nodos. De este modo, se reduce el tráfico y el ruido de la red.
Terabit Ethernet
Terabit Ethernet ofrece velocidades de transferencia de datos de 200 y 400 Gbps. Se espera que en el futuro Terabit Ethernet ofrezca velocidades de 800 Gbps y 1,6 Tbps.
Redes de Azure
Azure incluye varias herramientas y servicios de red.
Azure Virtual Network
Con Azure Virtual Network, puede crear redes virtuales complejas que emulan la estructura de las redes locales reales. Puede aprovisionar y administrar las redes virtuales basadas en la nube. Al usar Azure Virtual Network, también puede crear redes virtuales híbridas que se integren con las redes locales.
Servicios de conectividad
Cuando necesite una conexión de baja latencia y con ancho de banda alto entre la red local y la instancia de Azure Virtual Network, tiene dos opciones. Puede usar una conexión VPN mediante una puerta de enlace de Azure, o bien una conexión dedicada a través de ExpressRoute. ExpressRoute es un servicio de punto a punto seguro. Para usar este servicio, se usa un asociado de conectividad externo que proporcione y hospede los circuitos ExpressRoute en su nombre.