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计算机网络拓扑是指由计算机组成的网络中设备的分布情况以及连接状态，所绘制的图便是拓扑图。拓扑图上一般要标明设备所处的位置、设备的名称和类型、设备间的连接介质类型等信息。
计算机网络的拓扑结构是指网络中计算机或设备与传输媒介形成的节点与线的物理构成模式，分为物理拓扑和逻辑拓扑两种。网络中的节点有两类：①转换和交换信息的转接节点，如交换机、集线器、终端控制器等；②访问节点，如主机和终端。
网络拓扑由节点、链路和通路组成，具体如下。
（1）节点：又称网络单元，指网络中的数据处理设备、数据通信控制设备和数据终端设备。常见的节点有服务器、工作站、交换机等设备。
（2）链路：即通信链路，指两个节点间的物理线路。链路可分为物理链路和数据链路（又称逻辑链路）两种，前者指物理上存在的链路（如电缆、光纤），后者指硬件和软件的通信协议被部署到物理链路后所形成的链路。
（3）通路：指从发送信息的源节点到接收信息的目的节点之间的所有节点和链路，这些节点和链路构成了一条穿过通信网络的节点链。
常见的计算机网络拓扑有星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树形拓扑和网状拓扑。
星形拓扑如图1-5所示，由点到点的链路、中央节点和各个边缘节点组成。中央节点是一种功能很强大的网络设备，具有处理和转发数据双重功能，负责其他节点之间的通信。星形拓扑采用的管理方式是集中控制，这种方式会造成中央节点负载过重、而各个终端负载很小的情况，因此，星形拓扑对中央节点的可靠性、冗余度及性能有着很高的要求。
图1-5 星形拓扑
星形拓扑具有以下优点。
① 结构简单，便于连接，易于管理和维护。
② 网络时延小，传输误差低。
③ 同一网段内支持多种传输介质。
④ 除非中央节点故障，否则网络不会轻易中断通信。
⑤ 每台终端直接连接到中央节点。当网络中出现故障时，故障节点可以很方便地被检测并排除出来。
星形拓扑具有以下缺点。
① 安装和维护的费用较高。
② 资源的共享能力较差。
③ 一条链路只能被该链路上的中央节点和边缘节点使用，因此链路的利用率不高。
④ 对中央节点的要求相当高。一旦中央节点出现故障，整个网络将中断通信。
总线拓扑如图1-6所示。总线拓扑采用一个广播信道作为传输媒介，所有节点通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒介上，该公共传输媒介被称为总线。任何一个节点发送的信号都沿着传输媒介传播，而且能被其他所有节点接收。
图1-6 总线拓扑
因为所有节点共享一条公用的传输信道，所以总线拓扑一次只能由一个节点发送信号，并采用分布式控制策略来确定哪个节点可以发送信号。当发送信号时，发送节点将报文进行分组，并逐个依次发送这些分组。有时这些分组还要与其他节点发送的分组交替地在总线上传输。当发送节点的分组经过其他节点时，其中的目的节点会识别出分组携带的目的地址，并复制这些分组的内容。
总线拓扑具有以下优点。
① 需要的线缆数量少，长度短，易于布线和维护。
② 有较高的可靠性。
③ 结构简单，便于组网和扩展。
④ 多个节点共用一条传输信道，信道的利用率高。
总线拓扑具有以下缺点。
① 由于使用一条传输信道且网络为共享式网络，因此若总线故障，则整个网络会中断通信。
② 共享式网络会产生许多垃圾流量，以致故障诊断较为困难。
③ 容易发生数据冲突，链路争用现象比较严重，因此，节点必须是智能的，要有媒体访问控制功能，这会导致节点硬件和软件开销的增加。
如图1-7所示，在环形拓扑中，各节点通过环路接口连接在一条首尾相连的闭合型链路中，环路上的节点均可以请求发送信息。由于环形拓扑的链路是公用的，因此一个节点发送的信息必须穿越其他所有的环路接口。当信息的目的地址与环上某节点的地址相符时，信息会被该节点的环路接口接收，然后继续流向下一个环路接口，直到回到发送该信息的环路接口节点为止。
图1-7 环形拓扑
环形拓扑具有以下优点。
① 电缆长度短。采用环形拓扑的网络所需的电缆长度和采用总线拓扑的网络所需的线缆长度差不多，但比采用星形拓扑的网络所需的电缆长度短得多。
② 易于扩展。当增加或减少工作站时，环形拓扑仅需简单的连接操作。
③ 可使用光纤作为通信介质，这是因为光纤的传输速率很高，十分适合用于环形拓扑的单向传输。
环形拓扑具有以下缺点。
① 节点的故障会引起全网络的故障。因为信息传输要通过接入环形拓扑的每一个节点，所以一旦环中某个节点发生故障，就会导致全网络发生故障。
② 故障检测困难。这与总线拓扑相似，由于网络的管理方式不是集中控制，因此环形拓扑的故障检测需在网络中的各个节点上进行，不易找到并定位故障节点。
③ 信道利用率低。环形拓扑的媒体访问控制协议采用令牌传递的方式，因此在负载很轻时，信道利用率相对来说比较低。
④ 存在时延，不适用于实时应用。
⑤ 扩展或重构困难，节点的添加或提取过程复杂。
图1-8所示的树形拓扑可以被认为是由多级星形结构组成的，只不过这种多级星形结构自上而下呈三角形分布，就像一棵树一样。在这棵树中，顶端的枝叶少些，中间部分的枝叶多些，底端的枝叶最多。树的顶端相当于网络的核心层；树的底端相当于网络的边缘层，树的中间部分相当于网络的汇聚层。树形拓扑采用分级的集中控制方式，其传输介质可以有多条分支，这些分支不形成闭合回路。树形拓扑的每条链路必须支持双向传输。
图1-8 树形拓扑
树形拓扑具有以下优点。
① 易于扩展。这种结构可以扩展出很多分支、子分支和节点，这些新分支和新节点都能容易地被接入网络。
② 易于隔离故障。如果某分支的节点或链路发生故障，那么树形拓扑能够很容易将故障分支与网络的其他分支分隔开。
树形拓扑具有以下缺点。
各节点对根的依赖太大，如果根发生故障，则全网络将不能正常通信。从这方面来看，树形拓扑的可靠性和星形拓扑的可靠性类似。
图1-9所示的网状拓扑在广域网中得到了广泛的应用，它的优点是不受网络瓶颈和网络失效的影响。网络瓶颈指的是影响网络传输性能及稳定性的一些因素，如网络拓扑、传输流量过大、网络设备性能较低等。网络失效指的是造成网络传输中断的一些因素，如传输介质受损、网络设备故障。在网状拓扑中，节点之间有许多条链路，可以为信息的传输选择合适的路径，从而绕过失效或繁忙的节点。虽然网状拓扑的结构比较复杂，建设成本比较高，所采用的网络协议比较复杂，但网状拓扑的可靠性高，这使网状拓扑仍然受到用户的欢迎。
图1-9 网状拓扑
网状拓扑具有以下优点。
① 节点间的传输路径多，发生信息碰撞和阻塞的概率较小。
② 可靠性高，局部的故障并不影响整个网络的通信。
网状拓扑具有以下缺点。
① 结构复杂，网络的建设难度较大。
② 控制机制复杂，必须采用路由算法和流量控制机制。
目前，互联网常使用图1-4所示的3层网络结构，这也是一种混合型拓扑。这种混合型拓扑结合了上面拓扑的优点，可以连接多个局域网、城域网甚至广域网，从而组成一个非常庞大的网络系统，实现资源共享和信息传递。