在组建一个计算机网络时，首先确定各台计算机放置的位置，然后就要考虑各台计算机之间的连接关系。为了简化这种连接关系，人们引入拓扑学的概念，即将网络中的结点（计算机、交换机、路由器等）抽象为点，通信线路抽象为线，这样就可以把计算机网络看成由点和线组成的连接图。网络拓扑就是指网络中各个结点相互连接的方法和形式。

网络拓扑结构反映了组网的一种几何形式。网络拓扑与传输媒介、可靠性、费用（组网费用和维护、管理费用）、灵活性（如增加或减少计算机）、响应时间和吞吐量等密切相关。因此，网络拓扑的选择是设计计算机网络的第一步，也是关键的一步。计算机网络主要有总线型、星形、环形、树形、网状以及混合型拓扑结构，如图1-1所示。

图1-1　计算机网络拓扑结构

a）星形　b）环形　c）总线形　d）树形　e）网状　f）混合型

1.星形拓扑结构

星形拓扑有一个中心结点，网络中的每一个结点都通过一条单独的连接线与中心结点相连。在星形网中，任何两个结点要进行通信都必须经过中央结点控制，中央结点执行集中式通信控制策略，把一个结点发送来的数据送往目的结点。

星形拓扑的优点是网络结构简单、容易实现、便于维护。移动某个结点非常简单，每个结点直接连到中央结点，故障容易检测和隔离，单个连接的故障只影响一个设备，可以很方便地将有故障的结点从系统中隔离开，不会影响全网。网络延迟时间较短，通信控制（媒介访问控制）方法简单。

星形拓扑的缺点是中央结点负荷太重、安装不方便。中心结点是全网络的通信瓶颈，中心结点出现故障会导致网络的瘫痪，所以对中央结点的可靠性和冗余度要求很高。星形拓扑中每个结点直接和中央结点相连，需要大量电缆，不容易布线，费用也高。

星形拓扑是目前组建局域网常用的拓扑结构，组网时中心结点一般为交换机，计算机通过双绞线连接到交换机上，联网计算机的数量取决于交换机的端口数。

2.总线型拓扑结构

总线型拓扑是一种共享媒介的结构，它有一条公共的传输线（称为总线），网络中的所有设备通过相应的硬件接口直接连接到这条总线上。结点之间按广播方式通信，一个结点发出的数据，总线上的其他结点均可接收到。

总线型拓扑结构的优点是结构简单、布线容易，组建规模较小的网络时容易实现。缺点是所有的数据都要经过总线传送，总线成为整个网络的通信瓶颈，长度也受限制；出现故障诊断较为困难，传输媒介或中间任一接口点出现故障，整个网络就会瘫痪。最著名的总线型拓扑结构是由同轴电缆组建的以太网（Ethernet）。

由于所有的结点共享一条公用的传输媒介，两个结点或两个以上的结点同时发送信息时，信号就会发生冲突，所以一次只能有一个结点发送。这样就需要某种形式的媒介访问控制策略，以决定下一次哪一个结点可以发送。以太网采用的是载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）的控制策略，这种策略不能保证数据实时传输。

3.环形拓扑结构

环形拓扑结构中有一条首尾相连的闭合环形通信线路，各结点通过转发器连接到环上。环路中各结点地位相同，由于环路共享，环路上任何时候只能有一个结点可以发送，环中数据只能单向传输。当网络采用双向环时，数据可以双向传输。

环形拓扑的优点是电缆长度短、传输实时性强。环形拓扑适合使用光纤，传输距离远。数据在网中沿固定方向流动，两个结点间只有唯一的通路，简化了路径选择的控制。当某个结点发生故障或关机时，转发器可以自动旁路。当网络确定后，传输延时固定，适合数据实时传输的场合应用，如工厂自动化系统。(www.daowen.com)

环形拓扑的缺点是故障诊断难、访问控制复杂。环网中任意一个转发器出现故障都会造成网络瘫痪，难以对故障位置定位。访问控制一般采取令牌方式，获得令牌的结点才可以向环路发送数据。一个结点发出的数据必须穿越环中所有的转发器，数据流的目的地址与环上某结点地址相符时，数据就被该结点复制接收下来，并继续流向下一个转发器，一直流回到发送该数据的结点为止。令牌的产生、丢失等维护工作比较复杂。

目前在城域网中使用的RPR（弹性分组环）网络就是环形拓扑结构，而且是互逆双环拓扑结构，即两个环的传输方向相反。RPR采用光纤作为传输媒介，使用三层交换机连接各结点。速率一般在1Gbit/s以上。过去组建城域网的首选技术——FDDI采用的也是双环拓扑结构，数据速率为100Mbit/s。

4.树形拓扑结构

树形拓扑结构是一种层次结构，形状像一棵倒置的树，根结点称为头端，从头端开始伸出一条或多条线路，每条线路都可以有分支。数据在上下结点之间传输，相邻结点或同层结点之间不能进行数据交换。

树形拓扑的优点是连接简单、成本低、扩充方便、适用于汇集信息的应用要求。网络中任意两个结点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输，故障隔离容易。

树形拓扑的缺点是资源共享能力较低、可靠性不高。网络对根结点的依赖性太大，如果根结点发生故障，则全网瘫痪。一般一个分支节点的故障会影响它下面的子结点，但不影响另一分支结点的工作。

树形拓扑结构可以被看成总线型结构的扩展，它是在总线网上加上分支形成的，其传输媒介可有多条分支，但不形成闭合回路。树形结构也可以被看成星形结构的叠加。

树形拓扑网络结构一般是最高层为中央处理机，最低层为终端，其他各层可以是多路转换器、集线器或部门用计算机。另外，有线电视网就是典型的树形拓扑，它是一种广播网络。因特网的大部分区域网络（如校园网）也采用树形拓扑结构，只不过是一种交换网络。

5.网状拓扑结构

网状拓扑结构的结点之间的连接是任意的，没有规律。广域网基本上采用网状拓扑结构。特殊情况下，网络中任意两个结点都直接相连，具有这种网状拓扑的网络称为全连接网络。全连接网只能在小范围内实现。

网状拓扑的优点是系统可靠性高、扩展容易。任意两个结点交换机之间一般存在一条以上的通信路径。所以，当一条路径发生故障时，还可以选择另一条路径。网络可组建成各种形状，采用多种通信信道，多种传输速率。可选择最佳路径，改善线路的信息流量分配，减少传输时延。

网状拓扑的缺点是结构复杂、控制复杂、网络协议复杂、建设成本高。由于每一个结点都与多个结点连接，因此必须采用路由算法和流量控制方法。

6.混合型拓扑结构

混合型拓扑结构是将两种或几种网络拓扑结构混合起来构成的一种网络拓扑结构。组建混合型拓扑结构的网络有利于发挥网络拓扑结构的优点，克服相应的局限。例如，星形环拓扑结构就是将星形拓扑和环形拓扑混合起来的一种拓扑，它试图取这两种拓扑的优点于一个系统。

混合型拓扑的优点是取长补短、故障诊断和隔离方便、易于扩展、安装方便。缺点是需用智能的互连设备（如网桥、路由器等）。