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¿Qué es una topología de red?

Si trabajas con redes, o intentas comunicar un dispositivo con otro, tarde o temprano te enfrentas al término topología. ¿Qué es?

La forma física en cómo se conectan nodos (ya sean pc’s, servidores, etc.) es lo que llamamos como topología de red. Existen diferentes topologías más o menos estandarizadas que tiene cada una sus propias características y que también son aplicables al protocolo TCP. En este post repasaremos algunas de las más comunes.

Topologías Estrella y Anillo

La del tipo estrella, es una de las configuraciones de red más comunes. En esta configuración, cada nodo se conecta a un dispositivo de red central, como un concentrador o un conmutador.

Esta topología tiene la principal característica que la comunicación de todos los nodos pasa por un nodo central. Esto significa que si se produce un fallo en el nodo central, todos los demás perderán la comunicación entre sí. Por lo tanto, en esta configuración es muy importante asegurar que las capacidades de este nodo serán las suficientes por el alto tráfico que deberá soportar.

Por otro lado, la topología ring (o anillo) es una configuración de red en la que las conexiones de dispositivos crean una ruta de datos circular

Por lo tanto, en esta configuración, cada nodo es transmisor y receptor al mismo tiempo, pasando las señales de una estación a otra. En estas configuraciones existe el conocido “paso de token” o testigo, porque se necesita saber si el tráfico ya ha pasado por un nodo determinado. Una derivación de esta topología es la red de doble anillo.

Bus y otras topologías

Es una configuración que tiene todos los nodos conectados a un circuito común. En este caso por lo tanto, toda la información viaja por un cable – el bus -.

Este tipo de configuración se caracteriza porque, si alguno de los nodos falla, la comunicación se va a mantener, puesto que la comunicación del bus es independiente del buen funcionamiento de un nodo determinado.

¿Otras topologías? ¿Cuál es la correcta?

Hay muchísimas topologías: algunas de ellas son las Line, Fully connected, Tree y Mesh, entre otras, cada una con sus propias características.

La elección de una u otra depende de múltiples factores. Por un lado, la disponibilidad, ya que no siempre están disponibles en todos los protocolos de comunicación o recursos disponibles. Por el otro, cada una tiene sus propias ventajas e inconvenientes, por lo que en función de tu caso, va a depender mucho del proyecto que tengas que implementar.

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OSI, la pirámide de las comunicaciones

Todos asumimos que los protocolos de comunicación funcionan y sirven para llevar datos de un punto a otro. Por detrás, existe una tecnología que puede variar en función del protocolo. Sin embargo, lo que se mantiene inalterable es el modelo que emplean todos: OSI.

¿En qué consiste?

El modelo OSI, del inglés Open System Interconnection, se desarrolló por la ISO (International Organization for Standarization) como una arquitectura para comunicaciones electrónicas y es una referencia para el desarrollo y comprensión de protocolos.

Dicho de otra forma, OSI presenta un modelo común para entender cómo funcionan los protocolos y también para diseñar nuevos, ya que los divide en capas funcionales.

La pirámide de 7 capas

Las pirámides tienen una punta y una base. Desde el punto de vista funcional, pasa lo mismo con la capa OSI, la punta es el funcionamiento, mientras que la base mantiene el funcionamiento.

En OSI, se especifican siete capas:

• Aplicación, 7
• Presentación, 6
• Sesión, 5
• Transporte, 4
• Red, 3
• Enlace de datos. 2
• Física, 1

Las capas en las que OSI divide los protocolos tienen funciones muy específicas. Las capas inferores (1 a 3), se dedican a transportar los datos a nivel físico, mientras que las superiores (4 a 7) se dedican a presentar la información a nivel de aplicación.

Ejemplos: OSI en TCP

Veamos el ejemplo del modelo TCP/IP (Protocolo para el Control de Transmisión/ Protocolo de Internet), está compuesto por cuatro capas (simplifica a OSI), en la que cada una se encarga de determinados aspectos en la comunicación y a su vez cada una brinda un servició especifico a la capa superior. 

En la imagen vemos la pila OSI (izquierda) y su modelo TCP/IP (derecha)

Conclusión, ¿Para qué sirve OSI?

En resumidas cuentas, para estandarizar protocolos de comunicación en un modelo comprensible para todos. Esto hace que los protocolos se diseñen, mantengan, y configuren en un lenguaje común, lo que sin duda hace que tanto desarrolladores como usuarios puedan generar comunicaciones de forma mucho más efectiva.

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TCP y UDP, aplicaciones en la industria

Las aplicaciones que se comunican con Ethernet usan normalmente uno de estos dos protocolos, TCP o UDP. ¿Cuál es la diferencia entre ambos? ¿Para qué se usa cada uno? En esta entrada repasamos las propiedades y ventajas de cada una de estas tecnologías

¿Qué es TCP?

Las siglas son Transmission Control Protocol. La principal característica que diferencia a TCP es que este protocolo garantiza la entrega de los datos entre el emisor y el receptor de un mensaje.

¿Se usan en la industria? Por supuesto. Casos:

• Comunicaciones PLC a PLC
• Comunicaciones PLC a PC (Incluido OPC, etc.)
• Comuninicaciones PC a PC
• Comunicaciones PC a Cloud

Es decir, se usan para casi todo… Las comunicaciones TCP sin ir más lejos son las que usamos todo el tiempo para comunicarnos. Sobre tu navegador, en definitiva, haces una petición como cliente a algun servidor donde está alojada la web con TCP.

¿Qué es UDP?

Las siglas son User Datagram Protocol. Se trata de un protocolo que permite el envío de datos sin la necesidad que exista una conexión establecida.

Las propiedades de UDP hacen que sea un protocolo más ágil, aunque UDP no controla la entrega de la información.

¿Se usan en la industria? Sí, aunque en casos más específicos, pero igualmente útiles. Por ejemplo:

• Si vas a enviar una temperatura que está fluctuando, lo puedes hacer perfectamente con UDP. ¿Y si se pierde un paquete? Nada, la inercia de las temperaturas es tan lenta que no vas a notar cambios. Es decir, que si pierdes un “23.23” y recibes el siguiente paquete con un “23.223”, te dará igual.
• Si necesitas hacer un broadcast (envío a muchos) a varios servidores, sobre vídeo… ¿Qué pasa si se pierde un paquete? Nada, el emisor seguirá enviando imagen todo el tiempo..

UDP de hecho es usado para aplicaciones VoIP o DHCP, entre otras.

¿Qué se usa en la industria?

Pues de todo. Las comunicaciones TCP y las UDP tienen cada una sus propias particularidades, que las hacen beneficiosas en cada caso.

Sin entrar en formalismos, el resumen es que las comunicaciones TCP son más interesantes cuando se necesita establecer una comunicación segura, mientras que las UDP pueden ser más beneficiosas cuando se envían streams de datos que fluctuan todo el tiempo, además de broadcast.

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