计算机网路的拓扑结构，即是指网上计算机或设备与传输媒介形成的结点与线的物理构成模式。网路的结点有两类：一类是转换和交换信息的转接结点，包括结点交换机、集线器和终端控制器等；另一类是访问结点，包括计算机主机和终端等。线则代表各种传输媒介，包括有形的和无形的。

每一种网路结构都由结点、链路和通路等几部分组成。

1、结点：又称为网路单元，它是网路系统中的各种数据处理设备、数据通信控制设备和数据终端设备。常见的结点有伺服器、工作站、集线路和交换机等设备。

2、链路：两个结点间的连线，可分为物理链路和逻辑链路两种，前者指实际存在发通信线路，后者指在逻辑上起作用的网路通路。

3、通路：是指从发出信息的结点到接受信息的结点之间的一串结点和链路，即一系列穿越通信网路而建立起的结点到结点的链。

拓扑结构的选择往往与传输媒体的选择及媒体访问控制方法的确定紧密相关。在选择网路拓扑结构时,应该考虑的主要因素有下列几点:

(1)可靠性。儘可能提高可靠性,以保证所有数据流能準确接收;还要考虑系统的可维护性,使故障检测和故障隔离较为方便。

(2)费用。建网时需考虑适合特定套用的信道费用和安装费用。

(3)灵活性。需要考虑系统在今后扩展或改动时,能容易地重新配置网路拓扑结构,能方便地处理原有站点的删除和新站点的加入。

(4)回响时间和吞吐量。要为用户提供儘可能短的回响时间和最大的吞吐量。

计算机网路的拓扑结构主要有：汇流排型拓扑、星型拓扑、环型拓扑、树型拓扑、网状拓扑和混合型拓扑。

星型拓扑是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成。中央节点执行集中式通信控制策略,因此中央节点相当複杂,而各个站点的通信处理负担都很小。星型网採用的交换方式有电路交换和报文交换,尤以电路交换更为普遍。这种结构一旦建立了通道连线,就可以无延迟地在连通的两个站点之间传送数据。目前流行的专用交换机PBX (Private Branch exchange)就是星型拓扑结构的典型实例。

星型拓扑

（1）结构简单，连线方便，管理和维护都相对容易，而且扩展性强。

（2）网路延迟时间较小，传输误差低。

（3）在同一网段内支持多种传输介质，除非中央节点故障，否则网路不会轻易瘫痪。

（4）每个节点直接连到中央节点，故障容易检测和隔离，可以很方便地排除有故障的节点。

因此，星型网路拓扑结构是目前套用最广泛的一种网路拓扑结构。

（1）安装和维护的费用较高

（2）共享资源的能力较差

（3）一条通信线路只被该线路上的中央节点和边缘节点使用，通信线路利用率不高

（4）对中央节点要求相当高，一旦中央节点出现故障，则整个网路将瘫痪。

星型拓扑结构广泛套用于网路的智慧型集中于中央节点的场合。从目前的趋势看,计算机的发展已从集中的主机系统发展到大量功能很强的微型机和工作站，在这种形势下，传统的星型拓扑的使用会有所减少。

汇流排拓扑结构採用一个信道作为传输媒体,所有站点都通过相应的硬体接口直接连到这一公共传输媒体上,该公共传输媒体即称为汇流排。任何一个站传送的信号都沿着传输媒体传播,而且能被所有其它站所接收。

汇流排拓扑

因为所有站点共享一条公用的传输信道,所以一次只能由一个设备传输信号。通常採用分散式控制策略来确定哪个站点可以传送o传送时,传送站将报文分成分组,然后逐个依次传送这些分组,有时还要与其它站来的分组交替地在媒体上传输。当分组经过各站时,其中的目的站会识别到分组所携带的目的地址,然后複製下这些分组的内容。

(1)汇流排结构所需要的电缆数量少，线缆长度短，易于布线和维护。

(2)汇流排结构简单,又是元源工作,有较高的可靠性。传输速率高，可达1~100Mbps。

(3)易于扩充,增加或减少用户比较方便，结构简单，组网容易，网路扩展方便

(4)多个节点共用一条传输信道，信道利用率高。

(1)汇流排的传输距离有限,通信範围受到限制。

(2)故障诊断和隔离较困难。

(3)分散式协定不能保证信息的及时传送，不具有实时功能。站点必须是智慧型的，要有媒体访问控制功能,从而增加了站点的硬体和软体开销。

在环型拓扑中各节点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环型通信线路中，环路上任何节点均可以请求传送信息。请求一旦被批准，便可以向环路传送信息。环型网中的数据可以是单向也可是双向传输。由于环线公用，一个节点发出的信息必须穿越环中所有的环路接口，信息流中目的地址与环上某节点地址相符时，信息被该节点的环路接口所接收，而后信息继续流向下一环路接口，一直流回到传送该信息的环路接口节点为止。

环形拓扑

(1)电缆长度短。环型拓扑网路所需的电缆长度和汇流排拓扑网路相似，但比星形拓扑网路要短得多。

(2)增加或减少工作站时，仅需简单的连线操作。

(3)可使用光纤。光纤的传输速率很高，十分适合于环型拓扑的单方向传输。

(1)节点的故障会引起全网故障。这是因为环上的数据传输要通过接在环上的每一个节点,一旦环中某一节点发生故障就会引起全网的故障。

(2)故障检测困难。这与汇流排拓扑相似,因为不是集中控制,故障检测需在网上各个节点进行,因此就不很容易。

(3)环型拓扑结构的媒体访问控制协定都採用令牌传递的方式,在负载很轻时,信道利用率相对来说就比较低。

树型拓扑可以认为是多级星型结构组成的，只不过这种多级星型结构自上而下呈三角形分布的，就像一颗树一样，最顶端的枝叶少些，中间的多些，而最下面的枝叶最多。树的最下端相当于网路中的边缘层，树的中间部分相当于网路中的汇聚层，而树的顶端则相当于网路中的核心层。它採用分级的集中控制方式，其传输介质可有多条分支，但不形成闭合迴路，每条通信线路都必须支持双向传输。

树形拓扑

(1)易于扩展。这种结构可以延伸出很多分支和子分支,这些新节点和新分支都能容易地加入网内。

(2)故障隔离较容易。如果某一分支的节点或线路发生故障,很容易将故障分支与整个系统隔离开来。

各个节点对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。从这一点来看，树型拓扑结构的可靠性有点类似于星型拓扑结构。

混合型拓扑是将两种单一拓扑结构混合起来，取两者的优点构成的拓扑。

一种是星型拓扑和环型拓扑混合成的"星-环"拓扑，另一种是星型拓扑和汇流排拓扑混合成的"星-总"拓扑。

这两种混合型结构有相似之处，如果将汇流排拓扑的两个端点连在一起也就变成了环型拓扑。

在混合型拓扑结构中，汇聚层设备组成环型或汇流排型拓扑，汇聚层设备和接入层设备组成星型拓扑。

(1)故障诊断和隔离较为方便。一旦网路发生故障，只要诊断出哪个网路设备有故障，将该网路设备和全网隔离即可。

(2)易于扩展。要扩展用户时，可以加入新的网路设备，也可在设计时，在每个网路设备中留出一些备用的可插入新站点的连线口。

(3)安装方便。网路的主链路只要连通汇聚层设备，然后再通过分支链路连通汇聚层设备和接入层设备。

(1)需要选用智慧型网路设备，实现网路故障自动诊断和故障节点的隔离，网路建设成本比较高。

(2)像星型拓扑结构一样，汇聚层设备到接入层设备的线缆安装长度会增加较多。

网型拓扑。这种结构在广域网中得到了广泛的套用，它的优点是不受瓶颈问题和失效问题的影响。由于节点之间有许多条路径相连，可以为数据流的传输选择适当的路由，从而绕过失效的部件或过忙的节点。这种结构虽然比较複杂，成本也比较高，提供上述功能的网路协定也较複杂，但由于它的可靠性高，仍然受到用户的欢迎。

网型拓扑的一个套用是在BGP协定中。为保证IBGP对等体之间的连通性，需要在IBGP对等体之间建立全连线关係，即网状网路。假设在一个AS内部有n台路由器，那幺应该建立的IBGP连线数就为n(n-1)/2个。

(1)节点间路径多，碰撞和阻塞减少。

(2)局部故障不影响整个网路，可靠性高。

(1)网路关係複杂，建网较难，不易扩充。

(2)网路控制机制複杂，必须採用路由算法和流量控制机制。

随着PWM技术的不断发展和完善，开关电源以其高的性价比得到了广泛的套用。开关电源的电路拓扑结构很多，常用的电路拓扑有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。其中， 在半桥电路中，变压器初级在整个周期中都流过电流，磁芯利用充分，且没有偏磁的问题，所使用的功率开关管耐压要求较低，开关管的饱和压降减少到了最小，对输入滤波电容使用电压要求也较低。由于以上诸多原因，半桥式变换器在高频开关电源设计中得到广泛的套用。

每种拓扑都有其自身的特点和适用场合。一些拓扑适用于离线式(电网供电的)AC/DC变换器。其中有些适合小功率输出(<200W)，有些适合大功率输出；有些适合高压输入(≥220V AC)，有些适合120V AC或者更低输入的场合；有些在高压直流输出(>～200V)或者多组(4～5组以上)输出场合有的优势；有些在相同输出功率下使用器件较少或是在器件数与可靠性之间有较好的折中。较小的输入/输出纹波和噪声也是选择拓扑经常考虑的因素。

一些拓扑更适用于DC/DC变换器。选择时还要看是大功率还是小功率，高压输出还是低压输出，以及是否要求器件儘量少等。另外，有些拓扑自身有缺陷，需要附加複杂且难以定量分析的电路才能工作。

因此，要恰当选择拓扑，熟悉各种不同拓扑的优缺点及适用範围是非常重要的。错误的选择会使电源设计一开始就注定失败。

buck开关型调整器拓扑 、boost开关调整器拓扑 、反极性开关调整器拓扑 、推挽拓扑 、正激变换器拓扑 、双端正激变换器拓扑 、交错正激变换器拓扑 、半桥变换器拓扑 、全桥变换器拓扑 、反激变换器 、电流模式拓扑和电流馈电拓扑 、SCR振谐拓扑 、CUK变换器拓扑

依次为buck，boost，buck－boost，cuk，zeta，sepic变换器

树型拓扑的缺点：

各个节点对根的依赖性太大。

以上分析了几种常用拓扑结构的优缺点。不管是区域网路或广域网,其拓扑的选择,需要考虑诸多因素:网路既要易于安装,又要易于扩展;网路的可靠性也是考虑的重要因素,要易于故障诊断和隔离,以使网路的主体在局部发生故障时仍能正常运行;网路拓扑的选择还会影响传输媒体的选择和媒体访问控制方法的确定,这些因素又会影响各个站点在网上的运行速度和网路软、硬体接口的複杂性。

首先部署人员要熟悉各种网路的计算机网路拓扑结构，将适合自己计算机网路拓扑结构罗列出来，再一一筛选。
没有一种计算机网路拓扑结构是能通用或者适应所有的企业和公司。作为技术人员，你首先要对计算机网路拓扑结构很熟悉，比如根据预算，採用千兆还是万兆的主干网路等等，这样才有助于你解决网路的技术难题。

目前大多数数据中心的主要计算机网路拓扑结构都是基于第三层协定构建。典型的结构就是通过一个核心交换机连线第二级交换机或者其他网路设备，包括外部网路和内部网路的用户层和汇聚层。
leaf节点和 spine节点是数据中心计算机网路拓扑结构最重要和明显的部分，简称leaf-spine。这种计算机网路拓扑结构的随着交换机设备的增多会带来传输上的瓶颈，如存储区域网路的数据流量会受到这种交换机节点增多的影响。

新的计算机网路拓扑结构设计是一种专用通道的计算机网路拓扑结构，具体的套用走专用的网路通道，这种计算机网路拓扑结构设计理论上考虑到网路内的设备可以自由移动物理位置，并继承了传统计算机网路拓扑结构的交换机转发数据的特点。虽然目前的主流计算机网路拓扑结构好像用不上这些技术，但新兴技术的成熟总需要时间来验证，也许不是现在，但作为次世代的技术，在未来有很大的发展空间。
还有一些其他已经成型的新型计算机网路拓扑结构，这些新兴的计算机网路拓扑结构已经超越了传统基于第三层网路leaf-spine的计算机网路拓扑结构。虽然这些计算机网路拓扑结构并不多见。因为这些计算机网路拓扑结构大多套用于特殊领域的数据中心。
多层的leaf-spine计算机网路拓扑结构已经很接近计算机网路拓扑结构的基线，许多大型网路利用垂直部署的方法来扩展网路，如VLAN等等。
Hypercube立方体计算机网路拓扑结构。一个简单的3D Hypercube结构就像由六个面组成的立体方形的网路，每个联结点都由交换机构成。而一个4D Hypercube网路就如一个3D Hypercube网路位于另一个3D Hypercube里面，里外两个网路通过转角的节点连线彼此，设备节点连线在外层的网路。如要实施这种计算机网路拓扑结构，需要对自己的需求和预算进行了解，并且要详细明白这种计算机网路拓扑结构的特点在哪里。
Toroidal环型计算机网路拓扑结构。这种计算机网路拓扑结构其实是指任何环型计算机网路拓扑结构。一个3D 的环型计算机网路拓扑结构是高度结构化的网路环。环型计算机网路拓扑结构通常用于需要高性能计算环境，并可能依靠交换机之间的互连节点计算。
Jellyfish水母型计算机网路拓扑结构。听起来名字很奇怪，但挺符合它的称呼的。这种计算机网路拓扑结构主要的特点在它是一种大随机性的计算机网路拓扑结构，这种计算机网路拓扑结构的交换机根据网路设计师的设计相互连线。这种计算机网路拓扑结构结构的设计比起传统结构可以提高甚至25%的数据容量。
DCell计算机网路拓扑结构。在这种计算机网路拓扑结构中，网路内的伺服器都有多个网卡。其中部分网卡相互连线各个伺服器，伺服器就像一个大网路环境的细胞一样。DCell一般需要每伺服器有四个或更多的网卡。
FiConn计算机网路拓扑结构。类似DCell，FiConn结构中，每计算机网路拓扑结构伺服器到另一个伺服器的互联形成一个细胞节点，但只需要两个网卡。
BCube计算机网路拓扑结构。类似DCell，FiConn，BCube使用额外的伺服器连线埠直接连线，这些连线埠是专为模组化网路部署。微软在背后主推BCube计算机网路拓扑结构，并建立BCube源路由协定来管理网路数据中心的计算机网路拓扑结构。
CamCube计算机网路拓扑结构。这种计算机网路拓扑结构目的是为了最佳化整个环面的数据传输，计算机网路拓扑结构被用于集群主机互连，计算机网路拓扑结构是建立在微软的CamCubeOS之上。传统的计算机网路拓扑结构管理方式在这种网路结构上不起作用。
Butterfly蝴蝶型计算机网路拓扑结构。谷歌的扁平式蝴蝶结构是一个特定的计算机网路拓扑结构，类似于一个棋盘。在这种网路结构中，任何节点都可以作为一个开关，节点控制着流量。这种类型的网路目的在于降低功耗，有绿色环保的意义。