Nella classificazione dei vari tipi di rete locale è stata introdotta la distinzione fra topologia della rete e cablaggio, ossia, il modo con cui vengono effettivamente connessi gli elaboratori, facenti parte della rete locale, al relativo mezzo trasmissivo. Quelli attualmente in uso sono di tre tipi diversi: fibra ottica, doppino intrecciato e cavo coassiale.
I canali di comunicazione che connettono i diversi nodi della rete possono essere monodirezionali o bidirezionali. Nel primo caso il corrispondente grafo di connettività risulta essere orientato mentre non lo è nel secondo. Por ottenere questa caratteristica si utilizzano i mezzi trasmissivi più appropriati. Così
Nel caso di fibre ottiche e doppini il collegamento fra due nodi è di tipo punto-punto, realizzato quindi con una coppia di fibre ottiche o con una coppia di doppini: uno per trasmettere e l'altro per ricevere. Questo canale trasmissivo prende anche il nome di canale punto-punto full-duplex perchè consente a ciascuna coppia di nodi di trasmettere contemporaneamente l'uno verso l'altro.
Mentre le fibre ottiche permettono di realizzare solo canali trasmissivi punto-punto, con i doppini si possono realizzare anche canali punto-multipunto (multidrop), ossia, canali half-duplex dove in un dato istante una sola stazione può trasmettere. In questo caso, per ogni coppia di nodi, può succedere che l'una trasmetta verso l'altra ma non contemporaneamente il viceversa.
Su tali canali si collegano un nodo master, che decide chi deve trasmettere sul canale, e più nodi slave, la cui trasmissione è possibile solo su richiesta poll del nodo master. I canali punto-multipunto, attualmente poco utilizzati, erano molto diffusi nel passato per interconnettere gruppi di terminali ad un elaboratore centrale.
Con il cavo coassiale si possono realizzare sia canali punto-punto che canali punto-multipunto, ma l'impiego principale del cavo coassiale è la realizzazione di canali broadcast a cui sono collegate molte stazioni in modo che, quando una trasmette tutte le altre ricevono. Questo significa che la trasmissione verso una determinata stazione deve avvenire sulla base di un indirizzo, incluso nel pacchetto dei dati, immediatamente riconoscibile dalla stazione ricevente.
Le topologie di rete sono molte e variegate, e comprendono il bus, la stella, l'anello, la maglia completa e incompleta. Per quanto si è già visto nelle reti locali si adottano topologie semplici e regolari quali il bus, la stella o l'anello, mentre nelle reti geografiche, tipicamente, si adottano topologie a maglia incompleta.
La scelta della topologia di una rete ha forti implicazioni sul problema dell'istradamento dei messaggi. Nel caso delle topologie regolari delle reti locali sono pressocchè irrilevanti mentre assumono grande rilevanza, con problematicità assai complessa, nelle topologie irregolari a maglie e canali trasmissivi a velocità differenziata.
La stella è una particolare topologia che permette di realizzare in modo semplice e strutturato il cablaggio della rete, in base alla dislocazione fisica delle stazioni nello spazio interessato.
La topologia stellare implica la presenza di un centro stella che può rivelarsi un punto critico per l'affidabilità della rete ma ha il grosso vantaggio di semplificare la gestione e la manutenzione della rete stessa, permettendo l'esclusione delle stazioni malfunzionanti.
Molto spesso la stella è in realtà una stella gerarchica, ossia, a più livelli, per cui manifesta la caratteristica struttura ad albero.
In entrambi i casi, poichè esiste un solo cammino che connette due nodi, le problematiche di istradamento sono particolarmente semplici.
Per la realizzazione di una stella si impiegano due mezzi trasmissivi punto-punto, tipicamente il doppino o la fibra ottica, che interconnettono ogni stazione col centro stella, in entrambe le direzioni.
Nella topologia ad anello ogni stazione è connessa alla successiva con un mezzo trasmissivo punto-punto, dove l'ultima è collegata alla prima. In questo modo si ottiene un anello unidirezionale dove ogni stazione deve farsi carico della ripetzione dei messaggi verso le altre stazioni. Infatti, quando un nodo deve trasmettere, inserisce il messaggio nell'anello, inviandolo verso il nodo a valle. Tutti nodi ripetono il messaggio fino a quando torna al mittenteche lo estrae dall'anello.
Il destinatario del messaggio, dovendo comunque ripetere il messaggio, lo riceve e ne modifica eventualmente un bit nella coda del messaggio per confermare al mittente l'avvenuta corretta ricezione. Questa è una caratteristica peculiare delle reti ad anello.
La topologia ad anello unidirezionale è molto attrattiva dal punto di vista dell'organizzazione logica della rete anche se presenta alcuni problemi di cablaggio. Infatti, se una rete viene realizzata con un anello, la presenza di un nodo guasto o non attivo interrompe la funzionalità della rete.
Pertanto, è necessario realizzare l'anello in modo da escludere dalla rete stazioni o mezzi trasmissivi mal funzionanti. Allo scopo sono possibili due soluzioni:
La prima soluzione è diffusa nell'interconnessione fra stazioni utente mentre la seconda è tipicamente impiegata nella realizzazione di dorsali.
La topologia a bus richiede un mezzo trasmissivo intrinsecamente bidirezionale, cioè che ammette la propagazione del segnale in entrambe le direzioni. Il bus è un mezzo trasmissivo broadcast dove la trasmissione da parte di un nodo implica la ricezione simultanea del pacchetto da parte di tutti gli altri nodi.
In questo caso i nodi non si devono preoccupare di effettuare la ripetizione o l'istradamento dei pacchetti: tutti i nodi sono raggiungibili direttamente. La realizzazzione tipica delle topologie a bus è ottenuta mediante cavi coassiali.
Poichè il bus è un mezzo trasmissivo broadcast, è molto usato nelle LAN proprio in virtù della loro natura broadcast. Inoltre, l'assenza di un elemento centrale, tipico delle topologie a stella. garantisce un elevata affidabilità intrinseca.
La topologia a bus, d'altra parte, non è particolrmente adatta alla realizzazione fisica della rete (cablaggio) dove si preferisce l'impiego di doppini e fibre ottiche con struttura ad albero (stella gerarchica).
La topologia a maglia si realizza interconnettendo i nodi con canali trasmissivi punto-punto bidirezionali, formando uno o più anelli.. Se è prevista la connessione di ogni sistema con tutti gli altri si parla di maglia completa, altrimenti l'interconnessione prende il nome di maglia incompleta.
Ovviamente, la maglia completa richiede un numero di mezzi trasmissivi che cresce quadraticamente con l'aumento del numero di stazioni e, quindi, trova impiego solamente in reti di dimensioni ridotte dove l'affidabilità è il fattore più importante.
La maglia incompleta trova, invece, la sua naturale applicazione nelle reti geografiche dove il fattore costo spingerebbe a configurare la rete ad albero per minimizzare il numero di canali trasmissivi. Poichè su base geografica (reti WAN), i canali sono meno affidabili di quelli realizzati per le reti locali, è necessario aggiungere una certa ridondanza di canale con la magliatura della rete.
Poichè nel caso delle maglie sono possibili diversi cammini fra i nodi bisogna risolvere importanti problemi di istradamento dei pacchetti e di bilanciamento del traffico sulla rete.