交换机是数据链路层上的网络互连设备，以太网交换机通常都有十几个接口。因此，以太网交换机实质上就是一个多接口的网桥，又称多端口网桥；依据第二层地址进行网络流量过滤，忽略关于本地网络的所有流量，转发目标地址不在本地的数据流量。具有物理上扩展网络，逻辑上划分网络的功能。

图1:交换机网络结构示意图

交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。

（1）学习

以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。

（2）转发/过滤

当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。

（3）消除回路

当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。

（1）从广义上来看，交换机可分为：广域网交换机和局域网交换机。

（2）从传输介质和传输速度上可分为:以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。

（3）从规模应用上又可分为：企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。

（4）据架构特点，局域网交换机可分为：机架式、带扩展槽固定配置式、不带扩展槽固定配置式三种产品。

（5）按照OSI的七层网络模型，交换机又可分为：第二层交换机、第三层交换机、第四层交换机等，一直到第七层交换机。基于MAC地址工作的第二层交换机最为普遍，用于网络接入层和汇聚层。

(6)按照交换机的可管理性，又可将交换机分为：可管理型交换机和不可管理型交换机，它们的区别在于对SNMP、RMON等网管协议的支持。

(7)按照交换机是否可堆叠，交换机又可分为：可堆叠型交换机和不可堆叠型交换机两种。

★ 不同点

（1）集线器为物理层设备，只关注原始比特流的传送，不具备流量过滤功能和网络逻辑划分功能。（2）交换机为数据链路层设备，基于MAC地址在不同网段间进行流量过滤，从而具有逻辑分段功能。（3）集线器只能实现半双工传送，而交换机可支持全双工传送；（4）集线器提供共享带宽，交换机提供专用带宽。

★ 相同点

(1)多端口集中器。(2)物理上扩展网络。例：24口/100M集线器，每个端口带宽100/24M,4口/100M交换机，每个端口带宽100M.)(3)交换机/网桥具有流量过滤功能，集线器不具过滤功能。

参考文献：

1、宰守刚,王智,孙优贤.交换机在工业以太网中的应用探讨[J].化工自动化及仪表,2003,30(1):48-51.

2、Gu H,Zou Y R,Rajewsky K.Independent control of immunoglobulin switch recombination  at individual switch regions evidenced through Cre-loxP-mediated gene targeting[J].Cell, 2013,191(1):1155–1164.

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