Topologías y modos de operación de Redes WiFi

La topología de una red representa la disposición de los enlaces que conectan los nodos de esta (ver Anexo III). Las redes pueden tomar muchas formas diferentes dependiendo de cómo están interconectados los nodos. Hay dos formas de describir la topología de una red: física o lógica. La topología física se refiere a la configuración de cables, antenas, computadoras y otros dispositivos de red, mientras la topología lógica hace referencia a un nivel más abstracto, considerando por ejemplo el método y flujo de la información transmitida entre nodos [26].

Tabla 2.1: Topologías de redes [26]

Topología Descripción

Topología Descripción

Bus o Barra Todos los nodos están conectados a un cable común o compartido.

Estrella Cada nodo se conecta directamente a un concentrador central. En una topología de estrella todos los datos pasan a través del concentrador antes de alcanzar su destino. Línea Un conjunto de nodos conectados en una línea. Cada nodo se conecta a sus dos

nodos vecinos excepto el nodo final que tiene sólo un nodo vecino.

Árbol Una combinación de las topologías de bus y estrella. Un conjunto de nodos configurados como estrella se conectan a una dorsal (backbone).

Anillo Todos los nodos se conectan entre sí formando un lazo cerrado, de manera que cada nodo se conecta directamente a otros dos dispositivos. Típicamente la infraestructura es una dorsal (backbone) con fibra óptica.

Malla Completa Existe enlace directo entre todos los pares de nodos de la red. Una malla completa con n nodos requiere de n(n-1) /2 enlaces directos. Debido a esta característica, es una tecnología costosa pero muy confiable.

Malla Parcial Algunos nodos están organizados en una malla completa, mientras otros se conectan solamente a uno o dos nodos de la red. Esta topología es menos costosa que la malla completa pero no es tan confiable ya que el número de enlaces redundantes se reduce.

De las topologías anteriores, la más común en redes WiFi es la de estrella, que es la topología estándar para este tipo de redes, ya que posee varias ventajas como son la posibilidad de agregar nuevos equipos fácilmente, la reconfiguración rápida, la facilidad de prevenir conflictos y la centralización de red. Además, los ISP (Internet Service Provider) o

Proveedores de Servicios de Internet utilizan la de árbol generalmente. Además, aunque en menor medida, se usan las topologías anillo, línea y malla (completa y parcial).

El conjunto de estándares 802.11 definen dos modos fundamentales para redes inalámbricas:

 Ad-hoc

 Infraestructura

Los modos no siempre se ven reflejados directamente en la topología. Por ejemplo, un enlace punto a punto puede ser implementado en modo ad-hoc o infraestructura y se podría imaginar una red en estrella construida por conexiones ad-hoc. El modo puede ser visto como la configuración individual de la tarjeta inalámbrica de un nodo, más que como una característica de toda una infraestructura [26].

Modo Ad-Hoc:

Se trata de una configuración en la cual sólo se necesita disponer de tarjetas o dispositivos inalámbricos WiFi en cualquier equipo susceptible de ser conectado a la red. Este tipo de red no depende de una infraestructura pre existente, como routers o puntos de accesos. En lugar de ello, cada nodo participa en el encaminamiento mediante el reenvío de datos hacia otros nodos, de modo que la determinación de estos nodos hacia la información se hace dinámicamente sobre la base de la conectividad de la red. Permite la adhesión de nuevos dispositivos, con el solo hecho de estar en el rango de alcance de un nodo ya perteneciente a la red establecida. El principal inconveniente de este tipo de redes radica en el número de saltos que debe recorrer la información antes de llegar a su destino. Cada nodo que retransmite la información implica un salto, cuantos más saltos, mayor es el tiempo que tarda en llegar la información a su destino y aumenta la probabilidad de que la información se corrompa con cada salto (figura 2.1) [27].

Figura 2.1. Modo Ad-Hoc [27].

Modo Infraestructura:

En esta configuración, además de las tarjetas WiFi se necesita disponer de un AP. Cada estación se conecta a un AP a través de un enlace inalámbrico. La configuración formada por el AP y las estaciones ubicadas dentro del área de cobertura es el conjunto de servicio básico o BSS, como muestra la figura 2.2. Estos forman una célula. Cada BSS se identifica a través de un BSSID que en el modo infraestructura corresponde a la dirección MAC del AP [27].

Es posible vincular varios Puntos de Acceso (o con más exactitud, varios BSS) con una conexión llamada sistema de distribución (SD) para formar un conjunto de servicio extendido o ESS (Extended Service Set) como se observa en la figura 2.3 [27].

Figura 2.3. Modo infraestructura con varios APs [27].

Un ESS se identifica a través de un ESSID (identificador del conjunto de servicio extendido), a menudo abreviado como SSID, que muestra el nombre de la red y de alguna manera representa una medida de seguridad de primer nivel ya que una estación debe saber el SSID para conectarse a la red extendida [27].

Las comunicaciones ad-hoc son muy fáciles de configurar y resultan muy interesantes cuando se necesita establecer una comunicación temporal entre dos equipos. Por otro lado, el modo infraestructura es el más adecuado para crear redes permanentes por ofrecer un mayor alcance, permite compartir el acceso a Internet entre todos sus terminales, crear redes con un mayor número de clientes, entre otras facilidades.