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Es la combinación de la topología de bus y la topología en estrella. Esta combinación permite a los usuarios tener varios servidores en la red. Conecta múltiples topologías en estrella a otra red de topología en estrella. Se conoce también como topología de estrella expandida o topología jerárquica.

Una topología de red es un diseño sistemático de los dispositivos en una red. La topología de árbol tiene un nodo central al cual se conectan todos los demás dispositivos para así construir una jerarquía, que debe tener como mínimo tres niveles.

La topología de árbol persigue un modelo jerárquico; por esta razón todo nivel se encuentra conectado al próximo nivel superior bajo un esquema simétrico.

Esta topología es mejor aplicarla cuando la red es de gran tamaño. No es recomendable para una red pequeña, porque habría que utilizar más cables que con otras topologías, generando un gran desperdicio.

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Es un tipo de red en la que están interconectados los dispositivos y computadoras de la red, permitiendo así poder asignar la mayoría de las transmisiones, incluso cuando esté caída alguna conexión.
Es decir, es una configuración de red donde todos los nodos cooperan para distribuir los datos entre sí. Los dispositivos están conectados de tal modo que al menos algunos tengan múltiples rutas a otros nodos. Esta topología es utilizada normalmente por las redes inalámbricas.

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La topología de bus es una configuración para una LAN o red de área local en la que todas las computadoras y dispositivos de la red se encuentran conectados a un solo cable. Este cable al que se conectan todos los nodos se denomina red troncal.

La topología de bus no requiere mucho cableado y es relativamente fácil de instalar, en comparación con otras alternativas. Por ejemplo, esta topología se utiliza en las redes Ethernet.

Una manera de considerar a una topología de bus es que la línea a la cual se conectan todos los nodos o dispositivos de la red es como un pasillo por donde viaja una señal para encontrar el nodo al que se va a entregar.

El cable en la topología de bus tiene dos terminadores que amortiguan la señal para que no siga moviéndose de un extremo de la red al otro.

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La topología de anillo es una configuración de red donde las conexiones de los dispositivos crean una ruta circular de los datos. Cada dispositivo en la red está conectado cabalmente a otros dos, el de adelante y el de atrás, formando así una ruta continua única para transmitir la señal, como los puntos en un círculo.

Esta topología también se puede llamar topología activa, porque los mensajes van pasando por cada dispositivo en el anillo. También es conocida como red de anillo. Se refiere a un tipo específico de configuración de red en la que los dispositivos están conectados y se pasan información entre ellos de acuerdo a su proximidad inmediata en una estructura de anillo. Este tipo de topología es altamente eficiente y maneja mejor el tráfico pesado que la topología de bus.
Las señales de datos van recorriendo toda la red de una a otra computadora hasta conseguir el objetivo. La mayoría de las configuraciones de anillo posibilitan que los datos se desplacen en un solo sentido, denominada unidireccional. Otras hacen que los paquetes viajen en ambos sentidos, conocida como bidireccional.

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Denominamos topología en estrella cuando tenemos una red donde los equipos están todos conectados a un único punto central. Echémosle un vistazo. La topología en estrella es probablemente la base de la mayoría de las topologías de redes de área local actuales.

Es una configuración para una red de área local (LAN) en la que cada uno de los nodos están conectados a un punto de conexión central, tal como un concentrador, conmutador o una computadora. Esta topología es una de las configuraciones de red más usuales.

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Una topología de bus se basa en un tramo de cable principal donde en cada extremo hay un terminador. Todos los dispositivos, como computadoras portátiles, impresoras, servidores, estaciones de trabajo, etc., están conectados al cable principal.

Por tanto, el cable principal actúa como la columna vertebral de toda la red. Los datos enviados por una computadora se transmiten a lo largo de todo el cable troncal en ambas direcciones desde la computadora emisora.

Cuando los datos llegan a un nodo, este verifica la dirección de destino (dirección MAC/IP) para ver si coincide con su dirección. Si no coincide la dirección, el nodo no hace nada más. Sin embargo, si la dirección del nodo coincide con la dirección contenida en los datos, procesa la información.

Dependiendo del tipo de tarjeta de red que se utiliza en cada computadora, para conectarlas se utiliza un cable coaxial o un cable de red RJ-45. Se le conoce de manera alterna como topología de línea.

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Dos tipos de topología

La topología de árbol es una combinación de dos topologías: la topología de bus y la topología de estrella. Se construye conectando varias topologías de estrella a través de un cable principal. Esta topología es muy útil para poder llevar a cabo una expansión de la red.

En la red árbol un número de redes estrella están conectadas mediante una red de bus. Este cable principal se parece a la ruta principal de un árbol y las otras redes estrellas fungen como las ramas.

En una topología de bus los diferentes nodos están conectados a un cable principal, mientras que en una topología de estrella un concentrador central sirve para conectar todos los dispositivos.

En la topología de árbol cada computadora tiene una conexión directa a un concentrador y también cada parte de La red se encuentra conectada a un cable principal.

En este tipo de red se realiza un cableado punto a punto para cada segmento individual y por eso puede admitir varios proveedores de software y hardware. Sin embargo, si la red troncal central falla, toda la red deja de funcionar.

Cada dispositivo en un nivel jerárquico tiene enlaces punto a punto con cada nodo adyacente en su nivel inferior.

Todos los nodos del segundo nivel tienen conexiones punto a punto con los nodos del tercer nivel en su jerarquía, y el dispositivo primario tiene una conexión punto a punto con cada nodo del segundo nivel. Cuando se ve un diagrama de esta topología, esta configuración parece similar a la estructura de un árbol.

Usos de la topología de árbol

– Se utiliza principalmente en una red que abarca una amplia área. Resulta ideal si las estaciones de trabajo están ubicadas por grupos en diferentes áreas.

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El funcionamiento de las topologías de malla puede ser enrutando o inundando el tráfico. Cuando se enrutan los datos en la red, se difunden por un itinerario definido con anterioridad, saltando de un dispositivo a otro hasta conseguir su dispositivo objetivo.

Para determinar las rutas y garantizar que se pueden utilizar, la red requiere auto-configurarse y debe estar conectada todo el tiempo. Es decir, tiene que trabajar constantemente encontrando trayectos rotos y generando algoritmos de auto-reparación para poder crear las tablas de rutas.

Como hay muchos datos de direccionamiento físico (MAC) fluyendo en la red para establecer esta ruta, la topología de malla puede resultar menos eficiente que la red en estrella.

En el enfoque de inundación el tráfico circula por toda la red de manera constante. Cuando un dispositivo ve que los datos llevan su dirección, pues los toma. Este enfoque es básicamente para una topología de malla sencilla.

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Una red de anillo es similar a una topología de bus. En la topología de anillo cada computadora está conectada a la siguiente. La última computadora al final está conectada a la primera computadora. Esto significa que no hay primera o última computadora. En esta red, la ruta de la señal está en forma de anillo.

En esta topología se utiliza para conectar las computadoras entre sí un cable de red RJ-45 o un cable coaxial, en función de la tarjeta de red que cada computadora utilice.

Las topologías de anillo se pueden usar en redes de área amplia (WAN) o redes de área local (LAN).

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CARACTERÍSTICAS
Se caracteriza por tener todos sus nodos conectados a un controlador central. Todas las transacciones pasan a través del nodo central, siendo éste el encargado de gestionar y controlar todas las comunicaciones.

Su diseño se asemeja a una rueda de bicicleta con los radios que se esparcen desde el centro. Así, el intercambio de datos solo se puede realizar indirectamente a través del nodo central al que están conectados los demás nodos.

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VENTAJAS

Limitar impacto de fallas

La principal ventaja de una red en estrella es limitar el impacto de una falla. Cuando alguna computadora en la red no funciona correctamente no va a afectar al resto de la red, sino que solo afectará el alcance local de esa computadora. La red va a continuar funcionando normalmente.

Por la misma razón anterior, esta topología facilita poder agregar, reemplazar o eliminar cualquier componente individual hacia y desde la red. Por tanto, la red es fácil de extender sin tener que interrumpir su funcionamiento.

Gestión centralizada

La gestión de la red es centralizada, a través del uso de una computadora, concentrador o conmutador central.

Todas las computadoras dependen del dispositivo central. Esto significa invariablemente que cualquier problema que deje la red inoperable se puede rastrear en el concentrador central.

Fácil administración y mantenimiento

Es muy fácil de administrar y mantener la red, porque cada nodo solo requiere un cable independiente. Es la más simple de todas las topologías en lo que respecta a la funcionalidad.

Los problemas son fáciles de localizar, porque la falla de un cable va a afectar a un solo usuario.

Mayor rendimiento y seguridad

Los paquetes de datos no tienen que atravesar varios nodos. El hecho que no haya colisión de datos incrementa su rendimiento al hacer que la transferencia de datos sea considerablemente más rápida.

Además, el hecho que los paquetes de datos solo tengan que atravesar un máximo de tres puntos diferentes (computador A–concentrador–computador B) garantiza que los datos estén seguros.

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DESVENTAJAS

Dependencia del dispositivo central
El principal problema con la topología de red en estrella es el hecho que depende en gran medida del funcionamiento del dispositivo central.
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Si falla el concentrador, conmutador o servidor central, se caerá toda la red y todas las computadoras quedarán desconectadas de la red.
El dispositivo central de la red es el que determina la cantidad total de nodos que la red puede manejar. El tamaño de la red dependerá de cuántas conexiones se puedan hacer al concentrador. A medida que aumente el número de conexiones, también lo hará el tamaño y, por tanto, la infraestructura requerida.

Mayor costo de implementación
Puede tener un costo más alto de implementación, especialmente debido a que se usa adicionalmente un conmutador o concentrador como dispositivo central de conexión de la red.
Para conectarse se requieren más cables en comparación con la topología de anillo y bus, porque cada computadora se debe conectar individualmente al servidor central. Así, los gastos incurridos en la topología en estrella también serán relativamente altos.

Cuellos de botella
Este tipo de red puede ser vulnerable a problemas de cuellos de botella. Si uno de los nodos utiliza una parte significativa de la capacidad de procesamiento del concentrador central, se reflejará en el rendimiento de otros nodos.
El rendimiento de toda la red depende directamente del rendimiento del concentrador. Si el servidor es lento, hará que toda la red se ralentice.
Si el concentrador central se ve comprometido de alguna manera, dejará a toda la red vulnerable.

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– La topología de árbol reduce el tráfico de red.

– Es compatible con muchos proveedores de hardware y de software.

– Los dispositivos en las otras jerarquías de la red no se ven perjudicados si se daña alguno de los dispositivos de una de las ramas de la red.

Altamente flexible

En la topología de árbol se pueden agregar las computadoras simplemente añadiendo un nuevo concentrador en una topología de red. Por tanto, la expansión de nodos es posible y fácil.

Esto significa que proporciona una gran escalabilidad, porque los dispositivos del último nivel pueden ir acomodando más dispositivos en la cadena jerárquica.

Es por esto que resulta fácil agregar una computadora, extendiendo simplemente el cable que se está usando para conectarla.

Monitoreo centralizado

Esta topología hace que los usuarios controlen y administren fácilmente una red que sea bastante grande, además que la topología de árbol es fácil de reconfigurar.

Fácil detección de errores

Resulta sencillo encontrar fallas en la red y el administrador de la red puede corregir el error al instante. Si algún dispositivo primario tiene un problema, el nodo secundario deja de acceder a los datos.

La red de árbol se puede ampliar fácilmente, ya que los nodos secundarios pueden convertirse en padres de futuros nodos.
Acceso de las computadoras

Debido a que la topología de árbol es para una red grande, todas las computadoras podrán tener un mejor acceso a cualquier dispositivo de la red.

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El flujo de datos en la topología de anillo se basa en el principio del pase de token. El token se va pasando de una computadora a la siguiente y solo podrá transmitir la computadora con el token.

La computadora destinataria recibe los datos del token y los envía de vuelta a la computadora emisora con una señal de reconocimiento. Después de verificarse se regenera un token vacío.

La computadora que tenga el token es la única que se le permite enviar datos. Las otras computadoras tienen que esperar a que les llegue un token vacío.

Un token contiene un fragmento de información que es enviado junto con los datos por la computadora emisora. Es decir, el token es como un paquete de permisos que le da a un nodo en particular el permiso para liberar información por toda la red.

Así, si un nodo con el token tiene alguna información que transmitir en la red, el nodo libera información. Si el nodo no tiene datos para liberar en la red, entonces transfiere el token al siguiente

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Fácil conexión de dispositivos a la red

Es la topología de red más sencilla para conectar periféricos o computadoras. Si el dispositivo tiene el mecanismo de conexión apropiado, entonces puede agregarse fácilmente a la red.

El nuevo dispositivo se conecta y se convierte de inmediato en parte de la red. Quienes necesitan una red temporal que se pueda configurar rápidamente, no hay una mejor opción disponible.

Si varios usuarios necesitan acceso a una impresora, agregarla a la red satisface de inmediato esa necesidad.

Es más barata que otras opciones

En comparación con otras topologías de redes, la topología de bus es la más barata de implementar. Esto se debe a que necesita una longitud de cable menor.

Aunque en ambos extremos de la red se requieren terminadores para garantizar su correcto funcionamiento, cuando se requiere una red pequeña sigue siendo asequible y fácil de instalar.

No se requieren concentradores o conmutadores

Esta topología permite que los datos fluyan libremente por toda la red. Aunque esto limita conexiones externas, crea una red local que puede funcionar eficazmente con cada computadora que se haya conectado.
En lugar de concentradores y conmutadores se utiliza un servidor central, lo que significa que hay menos puntos potenciales de falla que se deban administrar.

La red puede expandirse

El tamaño y alcance de esta topología es limitado. Sin embargo, se puede extender con bastante facilidad.

Unir el cable con un repetidor permite agregar computadoras o periféricos adicionales a la red. Aunque esto podría aumentar la cantidad de choques de paquetes que pueden suceder, resulta una solución simple con un costo total mínimo y que ayuda a trabajar rápidamente.

Terminadores de cableado no requieren energía

Los terminadores que se utilizan para esta topología son dispositivos pasivos. Están hechos de resistencias y condensadores, lo que significa que no hay un requerimiento de energía a cumplir.

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- No se necesita un servidor de red o un concentrador central para controlar la conectividad de la red entre cada estación de trabajo.
– En este tipo de red son relativamente fáciles su instalación y también la resolución de problemas.

– Los datos pueden ser transferidos a altas velocidades entre las estaciones de trabajo.

– Existe una igualdad de acceso a los recursos.

– Tiene un mejor rendimiento que la topología del bus, incluso cuando se aumentan los nodos.

– Puede manejar un gran volumen de nodos en una red.

– Proporciona una buena comunicación a larga distancia.

– El mantenimiento de la red de anillo es mucho más fácil en comparación con la red de bus.

– La resolución de problemas en esta topología es mucho más sencilla, porque se pueden localizar fácilmente las fallas de los cables.

Mejor manejo de fuerte tráfico de datos

La topología en anillo tiene una mayor capacidad para manejar mejor que algunas otras configuraciones las comunicaciones pesadas de red.

Bajo un fuerte tráfico el pase de token hace que la red de anillo funcione mejor que la red de bus.

Colisión de datos reducida

La posibilidad que exista una colisión de datos se reduce, ya que todo nodo solo podrá liberar un paquete de datos después de recibir el token.

Por otro lado, todos los datos fluyen en una única dirección circular, lo que minimiza la posibilidad de colisiones de paquetes.

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La topología de malla se basa en una tabla de enrutamiento que le dice a cada dispositivo cómo comunicarse con el punto de acceso, además de cómo el dispositivo debe dirigir los datos que están buscando ir a alguna parte.
La tabla de enrutamiento asume que no hay una comunicación directa en ningún sitio de la red, excepto por los nodos que tengan una ruta al punto de acceso. Si no se conoce la ruta, se envía el mensaje a un nodo que sí la tenga establecida. Las tablas de enrutamiento están formadas por:

– Identificador de origen.

– Identificador de destino.

– Número de secuencia del origen.

– Número de secuencia del destino.

– Identificador de difusión.

– Tiempo de vida.

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– Un solo corte en el cable puede causar perturbaciones en toda la red.

– La adición o eliminación de cualquier nodo en la red es difícil y puede causar problemas en la actividad de la red.

– Todos los datos que se transfieren a lo largo de la red deben pasar a través de cada estación de trabajo en la red, lo que puede hacer que sea más lenta que una topología en estrella.
– El hardware necesario para conectar cada estación de trabajo a la red es más costoso que las tarjetas Ethernet y que los concentradores/conmutadores.

– En la red unidireccional, el paquete de datos debe pasar por todos los dispositivos. Por ejemplo, supongamos que A, B, C, D y E son parte de una red de anillo. El flujo de datos va de A hacia B y así sucesivamente. En esta condición, si E quiere enviar un paquete a D, el paquete debe atravesar toda la red para llegar a D.

Falla en la transmisión

Una de las principales desventajas de una topología de anillo es que solo una falla en la transmisión de datos puede afectar a toda la red. Si se rompe alguna conexión individual en el anillo, toda la red se ve afectada.

Igualmente, si se agrega o se retira algún dispositivo del anillo establecido, se rompe el anillo y ese segmento falla.

Para aminorar este problema, algunas configuraciones de anillo utilizan una estructura bidireccional, donde se transmiten los datos tanto en sentido antihorario como en sentido horario.

Estos sistemas podrían llamarse estructuras de anillo redundantes, donde hay un medio de transmisión de respaldo en caso que falle una transmisión.

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– Se requiere una enorme cantidad de cableado en comparación con la topología de estrella y de bus.

– Es costosa.

– Cada vez que se agregan más nodos, el mantenimiento se hace más difícil. Por tanto, se necesita mucho mantenimiento

Punto de falla único

Si se rompe el cable troncal de toda la red, ambas partes de la red no se podrán comunicar entre sí, aunque una parte sí podrá continuar comunicándose.

Por otro lado, si el concentrador central de la red falla, toda la red fallará. De la misma manera, si el cable central tiene un problema, toda la red deja de funcionar.

Esta es la razón por la cual los administradores de topologías de árbol a menudo tienen un mandato de “proteger el árbol”, dándole una atención especial o salvaguarda al concentrador y cable central.

Difícil de configurar

La topología de árbol es difícil de configurar. Esto es porque es una topología para redes de gran tamaño. Además, es difícil realizar el cableado de la red. Se necesitan muchos cables y el mantenimiento es difícil de manejar.

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Limitación de tamaño

Esta red tiene un tamaño limitado. Solo puede agregarse a la red una cantidad máxima de dispositivos y computadoras.

Esta limitación en su longitud aumenta el riesgo de colisiones, porque el espacio para la comunicación es muy importante.

Por otro lado, con un cable troncal más largo pueden ocurrir otros problemas, como la pérdida de señal de datos.

Además, se deben considerar los problemas que hay en la calidad de los datos. Cuando las señales de datos chocan entre sí, el resultado es la pérdida de datos, impactando directamente la calidad de la comunicación.

Dispositivos adicionales ralentizan la red

Debido a que cada computadora y periférico se conecta a través del cable troncal, agregar dispositivos ralentizará toda la red por utilizar solo un cable.

Esto pone en riesgo a toda la red si le sucede algo a ese cable. Si se daña por algún motivo, puede provocar que falle toda la red o que se divida en dos redes.

Opciones limitadas de seguridad

Todas las transmisiones de datos que ocurren en las computadoras podrá ser vista por cualquier otra computadora conectada a la red troncal

Esto significa que en esta topología es difícil instalar opciones de seguridad, porque lo que los demás están haciendo puede ser visto por todos.

Se requieren dos terminadores en la red

Cuando existe una terminación incorrecta puede haber problemas de comunicación. ISO 11898 requiere que en los dos extremos del cable troncal de la red estén los terminadores, los cuales están mayormente en el dispositivo controlador y en el dispositivo más alejado del controlador.

Colapso por ruptura del cable troncal

Una ruptura en la red troncal hace que se colapse toda la red. No se podrá restaurar totalmente la comunicación hasta que se repare el problema o se reemplace completamente el cable troncal.

Un evento de rotura hará que cualquier periférico o computadora pierda su comunicación con los dispositivos al otro lado de la red.

Falta de coordinación para transmitir datos

Las computadoras en la red no se coordinan entre sí con respecto a los tiempos de transmisión de datos.

Esto significa que puede haber simultáneamente múltiples transmisiones, generando un fuerte tráfico de red con una alta probabilidad que se pierdan datos.

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Una topología de malla puede ser completamente conectada o parcialmente conectada. En una topología de malla completamente conectada, cada computadora tiene una conexión con todas las otras computadoras en la red.

La cantidad de conexiones se puede calcular usando la siguiente fórmula: n * (n-1) / 2, siendo n el número de computadoras en la red.

En una topología de malla conectada parcialmente, por lo menos dos computadoras tienen conexiones a otras computadoras en la red.

En caso que falle alguna de las conexiones principales o computadoras existentes en la red, todo lo demás seguirá funcionando como si nada hubiera pasado. Con esta topología se implementa redundancia económicamente en una red.

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Resistente a problemas

En esta topología cada dispositivo recibe y traduce los datos. Esto genera gran redundancia, lo cual sirve para mantener a la red operativa aun cuando suceda algún problema. Si falla algún dispositivo, la malla queda completada porque se pueden utilizar los otros dispositivos en la red.

Al tener múltiples enlaces, si una ruta se encuentra bloqueada se podrá acceder a otra para poder comunicar los datos. La falla de un dispositivo no causa una interrupción en la transmisión de datos o en la red. Es sencillo identificar y diagnosticar las fallas debido a la conexión punto a punto.

Si se agrega o se quita cualquier dispositivo no se interrumpirá la transmisión de datos entre los demás dispositivos.

No hay problemas de tráfico

Esta topología maneja grandes cantidades de tráfico, ya que múltiples dispositivos pueden transmitir datos al mismo tiempo. Si la malla funciona correctamente se pueden mover muchos datos por la red.

No hay problemas de tráfico, ya que existen enlaces dedicados punto a punto para cada computadora. Proporciona alta privacidad y seguridad.

Fácil escalabilidad

En las redes de malla cada nodo actúa como enrutador. Por tanto, no requieren enrutadores adicionales. Esto significa que el tamaño de la red se puede cambiar fácil y rápidamente.

Por ejemplo, en una sala de reuniones se podrá agregar fácilmente una gran cantidad de tecnología por un corto período de tiempo. Se podrán mover a la sala impresoras, computadoras portátiles y otros dispositivos y conectarse a la red de forma automática.

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Configuración inicial complicada

Implementar una red de malla desde cero suele ser mucho más complicada y requiere mucho más tiempo que configurar algo tradicional.

Los problemas de lentitud determinarán dónde se deben colocar los dispositivos. Es posible que haya que agregar dispositivos cuyo único propósito sea reenviar datos.

Es posible que haya que agregar equipos en toda la red para poder enrutar los mensajes de forma adecuada y rápida.

Mayor carga de trabajo

Cada dispositivo tiene mucha responsabilidad. El dispositivo no solo debe servir como enrutador, sino que también tiene que enviar datos. Cuando se agrega a la red un dispositivo hace más complejo al sistema.

Cada mensaje que un computador tiene que pasar contiene un aumento en la cantidad de datos que también tiene que manejar.

Es costosa

La topología de malla requiere una gran cantidad de cables y puertos de entrada/salida para la comunicación.

El costo general es demasiado alto en comparación con otras topologías de red, como la topología de estrella y de bus. Además, resulta mayor el costo para implementarla que para otras topologías de red. Todo esto la convierte en una opción poco apetecible.

Es alta la posibilidad que existen conexiones sobrantes, lo cual hay que agregar a los altos costos y a una menor eficiencia potencial.

Mayor consumo de energía

Cuando a cada nodo se le da la responsabilidad de actuar como punto final y como ruta, ese aumento de carga de trabajo causa tensión. Cada nodo necesitará extraer más energía de lo normal para funcionar correctamente.

Si el dispositivo es grande y se encuentra conectado directamente al sistema eléctrico probablemente esto no sea un gran problema. Sin embargo, para dispositivos pequeños que operan con baterías se puede convertir en un problema.