在计算机网络系统中，交换概念的提出改进了共享工作模式。我们以前介绍过的 HUB 集线器
就是一种共
享设备，HUB 本身不能识别目的地址，当同一局域网
内的 A 主机给 B 主机传输数据时，数据包在以 HUB 为
架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说，
在这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共
享网络带宽
。
交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵
。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，
控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的 MAC（网卡的硬件地址）的
NIC（网卡）挂接在那个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的 MAC 若不存在才广
播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部 MAC
中。
使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照 MAC 地址表，交换机只允许必要的网络流量
通过交换机。
通过交换机的过滤和转发，可以有效的隔离广播风暴
，减少误包和错包的出现，避免共享冲突。
交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网
络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点 A 向节点 D 发送数据时，节点 B 可同时向节
点 C 发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是
10Mbps 的以太网交换机，那么该交换机这时的总流通量就等于 2×10Mbps＝20Mbps，而使用 10Mbps 的共
享式 HUB 时，一个 HUB 的总流通量也不会超出 10Mbps。
总之，交换机是一种基于 MAC 地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学
习”MAC 地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径，
使数据帧直接由源地址到达目的地址。
[编辑本段
]
技术发展史
“交换机”是一个舶来词，源自英文“Switch，原意是“开关”，我国技术界在引入这个词汇时，翻译为“交
换”。在英文中，动词“交换”和名词“交换机”是同一个词（注意这里的“交换”特指电信技术中的信号交换，与
物品交换不是同一个概念）。
1993 年，局域网交换设备出现，1994 年，国内掀起了交换网络技术的热潮。其实，交换技术是一个具
有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技术的复杂交换技术在 OSI
的第
二层操作。与桥接器一样，交换机按每一个包中的 MAC 地址相对简单地决策信息转发。而这种转发决策一
般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与桥接器不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局域网性能，
远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。
交换技术允许共享型和专用型的局域网段进行带宽调整，以减轻局域网之间信息流通出现的瓶颈问题。
现在已有以太网、快速以太网、FDDI 和 ATM 技术的交换产品。
类似传统的桥接器，交换机提供了许多网络互联功能。交换机能经济地将网络分成小的冲突网域，为每
个工作站
提供更高的带宽。协议的透明性使得交换机在软件配置简单的情况下直接安装在多协议网络中；交
换机使用现有的电缆、中继器、集线器和工作站的网卡，不必作高层的硬件升级；交换机对工作站是透明的，
这样管理开销低廉，简化了网络节点的增加、移动和网络变化的操作。
利用专门设计的集成电路可使交换机以线路速率在所有的端口并行转发信息，提供了比传统桥接器高得
多的操作性能。如理论上单个以太网端口对含有 64 个八进制数的数据包，可提供 14880bps 的传输速率。这
意味着一台具有 12 个端口、支持 6 道并行数据流的“线路速率”以太网交换器必须提供 89280bps 的总体吞吐
评论0