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Topologías y arquitecturas: SOHO, two-tier, three-tier, spine-leaf, WAN, cloud e híbrido
📋 En esta lección
La diferencia entre topología física y lógica, los tipos básicos de topología (estrella, malla, bus…) y las cuatro arquitecturas empresariales que cubre el examen: SOHO, two-tier, three-tier y spine-leaf.
Qué son topologías y arquitecturas
La topología describe cómo están organizados y conectados los dispositivos de una red. La arquitectura va un paso más allá: describe cómo se organizan las capas funcionales (quién hace qué en la red).
Aprenderlos no es memorizar diagramas para el examen — es aprender el lenguaje en el que los ingenieros documentan, discuten y diseñan redes. Cuando leas "spine-leaf" en una oferta de trabajo o en la documentación de un data center, querrás saber de qué hablan.
El problema que resuelve
Una red de cien switches conectados al azar funciona, hasta que empieza a crecer. Sin una topología pensada, los bucles de red tumban la LAN entera. Sin una arquitectura en capas, añadir cien usuarios más implica reconfigurar todo. El diseño no es burocracia — es lo que diferencia una red que aguanta de una que falla en producción.
Física vs lógica: la distinción que siempre sale
- Topología física: cómo están conectados cables y dispositivos en el mundo real.
- Topología lógica: cómo fluye el tráfico, con independencia de cómo están colocados los cables.
Ejemplo: una red en estrella física (todos los PCs conectados a un switch central) puede comportarse como una topología lógica de bus si el switch manda flooding a todos los puertos. Hoy, los switches inteligentes hacen que la topología lógica sea diferente de la física.
Topologías básicas
| Topología | Descripción | Ventaja | Desventaja |
|---|---|---|---|
| Bus | Todos comparten un único cable | Simple, barato | Un corte para toda la red |
| Anillo | Cada dispositivo conectado al siguiente | Sin colisiones (con token) | Un fallo rompe el anillo |
| Estrella | Todos conectados a un nodo central | Fallo aislado, fácil mantenimiento | El nodo central es punto único de fallo |
| Malla completa | Cada dispositivo conectado a todos los demás | Máxima redundancia | Coste y complejidad altos |
| Malla parcial | Solo nodos críticos con múltiples enlaces | Equilibrio coste/redundancia | Más compleja que la estrella |
| Híbrida | Combinación de varias | Flexible | Complejidad en la documentación |
En la práctica, las LANs de hoy son en estrella (todos los PCs van al switch) y la WAN entre sedes suele ser malla parcial (los sites más importantes tienen múltiples enlaces; los pequeños, uno solo).
Arquitecturas empresariales
Las topologías describen formas. Las arquitecturas describen funciones. El examen CCNA cubre cuatro:
SOHO (Small Office / Home Office)
La red más sencilla: un router doméstico con WiFi integrado, unos pocos ordenadores y quizá una impresora. Todo en un solo dispositivo que hace de router, switch, AP y firewall a la vez.
Típica en 1–20 dispositivos. Sin VLANs ni switching de distribución. El router habla con el ISP por un lado y con los clientes por el otro. Gestión vía web local o app del fabricante.
Arquitectura en dos capas — Two-tier / Collapsed core
Para redes de campus medianas (50–500 dispositivos). Dos capas funcionales:
- Capa de acceso: los switches a los que se conectan directamente usuarios y endpoints. Uplinks hacia distribución.
- Capa de distribución/core (colapsadas): switches L3 que agregan el tráfico de los switches de acceso, aplican routing entre VLANs y conectan hacia el exterior.
El "core" y la "distribución" están en el mismo switch — de ahí "collapsed core". Es la arquitectura más común en empresas medianas.
Arquitectura en tres capas — Three-tier
Para grandes campus (500+ dispositivos) o redes con múltiples edificios. Tres capas funcionales separadas:
- Capa de acceso: conectar endpoints — igual que antes
- Capa de distribución: agrega tráfico de acceso, aplica políticas, enruta entre VLANs
- Capa de core (backbone): conectividad de alta velocidad entre los bloques de distribución
La regla de oro del core: no filtra, no clasifica, no aplica políticas — solo transporta lo más rápido posible. Meter lógica de negocio en el core es el error de diseño más caro de arreglar.
Spine-Leaf (Red de Clos)
La arquitectura estándar de los centros de datos modernos. Dos capas de switches:
- Spine: switches de alta velocidad que actúan como backbone. Cada spine conecta con cada leaf.
- Leaf: switches de acceso. Cada leaf conecta con todos los spines y con los servidores o dispositivos finales.
Propiedad clave: cualquier servidor puede llegar a cualquier otro servidor en exactamente dos saltos (leaf → spine → leaf). La latencia es predecible y uniforme — crítico para aplicaciones distribuidas y microservicios.
📝 🧠 Curiosidad
La arquitectura spine-leaf viene de los años 50 — la llamaron "Red de Clos" en honor a Charles Clos, ingeniero de AT&T Bell Labs. Lo que Clos diseñó para centralitas telefónicas analógicas es hoy el esqueleto físico de AWS, Google Cloud y Microsoft Azure. Nada nuevo bajo el sol — solo un reescalado de siete órdenes de magnitud.
WAN, cloud e híbrido
Las arquitecturas anteriores describen la LAN. Para conectar sedes o acceder al cloud:
- WAN tradicional: enlace dedicado del ISP (MPLS). Predecible pero costoso.
- Internet VPN: túneles cifrados sobre internet pública. Más barato, latencia variable.
- SD-WAN: virtualiza la WAN usando múltiples enlaces (MPLS + internet + 4G/5G) con failover automático. Lo verás en el Módulo 8.
- Cloud/híbrido: parte on-premise, parte en la nube. La red tiene que unirlos de forma segura y eficiente.
Casos de uso reales
- Una farmacia con 10 empleados → SOHO
- Un hospital de 300 camas en 5 plantas → two-tier
- Una universidad con 10 edificios y 5.000 usuarios → three-tier
- El data center de una fintech con 2.000 servidores → spine-leaf
Buenas prácticas profesionales 🔬
- Documenta la topología lógica y la física por separado: el técnico de cableado necesita la física; el ingeniero de red, la lógica.
- Elige la arquitectura según la escala futura, no la actual: migrar de two-tier a three-tier con 1.000 usuarios en producción es doloroso y caro.
- El core no filtra: si ves reglas de ACL o firewall en los switches de core, algo fue mal diseñado.
Relación con otros conceptos
- Las VLANs (Módulo 5) se aplican en la capa de acceso y distribución.
- Los protocolos de enrutamiento como OSPF (Módulo 7) corren entre los switches L3 de distribución y core.
- La arquitectura spine-leaf usa ECMP (Equal-Cost Multi-Path) para aprovechar todos los uplinks simultáneamente — lo verás en el Módulo 7.
Resumen
Topología física = cómo están los cables; topología lógica = cómo fluye el tráfico. Las topologías básicas (estrella, malla, bus, anillo) son los bloques de construcción. Las arquitecturas empresariales determinan qué función cumple cada capa: SOHO para redes pequeñas; two-tier para medianas; three-tier para grandes campus; spine-leaf para data centers. El examen te pedirá que identifiques cuál corresponde a qué escenario — ahora lo sabes.