Solo agregaré un poco a las respuestas ya dadas.
La arquitectura de red en relación con el diseño también se refiere a cómo sus computadoras y dispositivos están conectados entre sí. Ethernet es el método más común hoy en día, así que lo usaré para mi ejemplo. Ethernet es un tipo de bus, donde todas las demás computadoras y dispositivos recibirán un paquete enviado desde una computadora. Esto se llama arquitectura compartida, ya que todas las computadoras y dispositivos envían en la misma conexión, por lo que se requiere una interfaz de red para verificar si alguna otra computadora está enviando antes de enviar un paquete. Esto funciona bien siempre que la topología de la red no introduzca mucho retraso. Si hay mucho retraso, es posible que una computadora verifique si alguna otra está enviando, y aunque alguna otra computadora ha comenzado a enviar, esa señal aún no ha llegado a la primera computadora, por lo que comienza a enviar también, lo que resulta en dos señales en la red colisionando. En ese caso, ambas computadoras deberán reenviar sus respectivos paquetes. Si el retraso es lo suficientemente grande, este reenvío puede convertirse en un porcentaje significativo del tráfico general en la red, ralentizando toda la red. Por supuesto, cada uno de los paquetes reenviados también está sujeto a la posibilidad de tener una colisión.
Una causa común de demasiado retraso es la conexión en cadena de demasiados conmutadores de red juntos. Tal situación puede ocurrir a medida que la red crece, y en lugar de pasar un cable de red hasta el conmutador de red central, se agrega otro conmutador en la computadora más cercana y un nuevo cable de red se dirige a la nueva ubicación desde allí. Esto significa que cada paquete de la nueva computadora pasa por dos conmutadores de red para llegar a una computadora en otra parte de la red. Si se agrega un conmutador de red en otra ubicación bajo circunstancias de expansión similares, entonces los paquetes de las computadoras en cada una de esas ubicaciones recientemente agregadas tendrán que pasar a través de tres conmutadores de red para llegar a las computadoras en la otra ubicación recién agregada: primero se conecta el conmutador secundario a, luego el interruptor central, luego el interruptor secundario en la otra ubicación. Tres ‘saltos’, como se le llama, se consideran los máximos recomendados debido a problemas de retraso, principalmente introducidos en el conmutador. Siempre que examine una red para ver el número de saltos, verifique desde varias computadoras a todas las rutas posibles para no perder posibles saltos adicionales. Está bien tener más de tres conmutadores de red en total, siempre y cuando todos los adicionales se conecten a un solo conmutador central porque esto todavía significará un máximo de tres saltos en todas las rutas.
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Una vez que se usa un conmutador de red, la topología de la red se convierte funcionalmente en un tipo de estrella, aunque todavía es eléctricamente un bus y, por lo tanto, aún está sujeto a colisiones. El ideal, por supuesto, es tener solo un conmutador de red, y cada cable de red corre directamente de regreso a ese conmutador. Esto no siempre es posible porque a veces la longitud del cable sería demasiado grande. La longitud máxima recomendada del cable es de 100 metros. En ese caso, la solución más común es un segundo interruptor ubicado en algún lugar a lo largo de la distancia a cubrir para dividir la conexión en dos cables.
En algunos casos, hay tantas computadoras y dispositivos que están tan dispersos que se requieren otros métodos. Por lo general, estos métodos son tipos de segmentación, es decir, separar la red en múltiples segmentos, cada uno de los cuales está limitado individualmente a la regla de los tres saltos. El mejor método de segmentación es usar uno o más conmutadores de red que se pueden configurar para diferentes subredes IP. En efecto, este tipo de conmutador es un enrutador multipuerto. Esto, por supuesto, es un cambio mucho más costoso. Este suele ser el interruptor central, al que se conectan todas las computadoras y dispositivos, ya sea directamente o mediante interruptores ubicados a cierta distancia del interruptor principal.
Cuando se examina el número de saltos en una red, la conexión del conmutador / enrutador se considera un dispositivo final en lugar de un dispositivo conmutador, ya que todos los paquetes hacia y desde él en ese puerto se enrutan, no se conmutan. Eso significa que puede conectar en cadena hasta tres conmutadores de red en cada conexión de red enrutada por separado sin introducir demoras excesivas en los paquetes.
En este punto, es pertinente hablar sobre la segmentación de IP, llamada subredes. La red típica tiene un enrutador de tipo NAT que lo conecta a Internet. Eso significa que todo el tráfico de red visto en la interfaz de Internet del enrutador usa la única dirección IP asignada por el ISP al que está conectado. Todos los dispositivos en la red local tienen sus paquetes convertidos o traducidos de su dirección IP local a la dirección IP pública en el enrutador. La misma traducción también ocurre en los paquetes entrantes, donde el enrutador de Internet reemplazará la dirección IP pública de su puerto de Internet por la dirección IP local del dispositivo local.
Un rango de red local común configurado de fábrica en los enrutadores NAT es 192.168.1.0. Esta subred IP local se conecta directamente al conmutador / enrutador, con ese puerto en el conmutador / enrutador configurado para usar la misma subred IP. La dirección IP en el enrutador de Internet a menudo se configura de fábrica para 192.168.1.1 con una máscara de 255.255.255.0, por lo que podemos asignar una dirección IP del puerto del conmutador / enrutador que se conecta al enrutador de Internet de 192.168.1.2 con la misma máscara de 255.255.255.0. La puerta de enlace predeterminada del conmutador / enrutador para ese puerto, la dirección que se conecta a todas las demás computadoras no locales sin importar cuál sea su dirección IP (es decir, en Internet) es la dirección IP de la interfaz local del enrutador, por lo que en nuestro ejemplo es 192.168.1.1.
Otras subredes IP en el conmutador / enrutador generalmente se asignarán como 192.168.2.0, 192.168.3.0, 192.168.4.0, etc. A estas subredes se les asignará un puerto en el conmutador / enrutador que se conecta a las otras partes del edificio mediante la asignación de una dirección IP desde esa subred. Una dirección típica sería 192.168.2.1 máscara 255.255.255.0 para el puerto del conmutador / enrutador para la subred IP 192.168.2.0. Cada computadora y dispositivo conectado a esa subred también utilizará direcciones dentro de ese rango, como 192.168.2.2 mask 255.255.255.0, 192.168.2.3 mask 255.255.255.0 y así sucesivamente. Cada uno de esos dispositivos tendrá la dirección IP del conmutador / enrutador como su puerta de enlace predeterminada, en este ejemplo 192.168.2.1.
El enrutador deberá configurarse para que conozca las subredes adicionales, de lo contrario asumirá que esas otras subredes están conectadas a él a través de su interfaz de Internet, que por supuesto no funcionará. Esto se denomina enrutamiento en la mayoría de las configuraciones de enrutadores. El enrutador literalmente necesita saber acerca de las rutas a esas subredes, que por supuesto serán a través del conmutador / enrutador, por lo que cada ruta se configurará con la dirección IP del conmutador / enrutador que se conecta al enrutador de Internet.
Un paquete enviado desde, por ejemplo, la computadora con la dirección IP 192.168.2.2 que va a Internet se enviará al conmutador / enrutador en 192.168.2.1, luego el conmutador / enrutador lo pasa al enrutador de Internet en 192.168. 1.1, que a su vez lo envía a Internet.
Un paquete enviado desde esa misma computadora, 192.168.2.2 a, por ejemplo, una computadora en la subred 192.168.3.0, lo enviará al conmutador / enrutador y el conmutador / enrutador lo devolverá al puerto configurado para esa subred
Hay más en esta área de topología y diseño de red, pero creo que esto es suficiente por ahora, y debería ser suficiente para que alguien pueda diseñar y configurar una red más grande.
