集線器作為***類廣泛應用的網絡集線設備，當時在各大局域網中應用非常廣泛。但隨著網絡傳輸媒體類型的日益豐富，圖形、圖像及各種流媒體等多媒體內容的出現(xiàn)，人們對高網絡數(shù)據(jù)傳輸速度和傳輸性能的要求日益提高。

集線器由于它的共享介質傳輸、單工數(shù)據(jù)操作和廣播數(shù)據(jù)發(fā)送方式等都先天決定了很難滿足用戶的上述速度和性能要求。在用戶的需求下、在全球各大網絡設備開發(fā)商的努力下，一種更新、更實用的集線設備－－交換機出現(xiàn)了。

交換機完全克服了集線器的上述種種不足之處，所以在短時間內得到業(yè)界廣泛的認可和應用。交換機技術也得到了飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸速度的發(fā)展也是一日千里。目前最快的以太網交換機端口帶寬可達到10Gbps，千兆（G位）級的交換機在各企業(yè)骨干網絡中早已得到廣泛應用。

無線交換機的英文名稱之為“Switch”，它是集線器的升級換代產品，從外觀上來看的話，它與集線器基本上沒有多大區(qū)別，都是帶有多個端口的長方形盒狀體。交換機是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳酚缮系募夹g統(tǒng)稱。廣義的交換機就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設備。

“交換”和“交換機”最早起源于電話通訊系統(tǒng)（PSTN）。我們以前經常在電影或電視中看到一些老的影片時?？吹接腥嗽陔娫挋C旁狂搖幾下（注意不是撥號），然后就說：跟我接XXX，話務接線員接到要求后就會把相應端線頭插在要接端子上，即可通話。

其實這就是最原始的電話交換機系統(tǒng)，只不過它是一種人工電話交換系統(tǒng)，不是自動的，也不是我們今天要談的計算機交換機，但是我們現(xiàn)在要講的計算機交換機也就是在這個電話交換機技術上發(fā)展而來。

在計算機網絡系統(tǒng)中，交換概念的提出是相對于共享工作模式的改進。我們知道集線器（HUB）是一種共享介質的網絡設備，而且HUB本身不能識別目的地址，是采用廣播方式向所有節(jié)點發(fā)送。

即當同一局域網內的A主機給B主機傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)包在以HUB為架構的網絡上是以廣播方式傳輸?shù)?，對網絡上所有節(jié)點同時發(fā)送同一信息，然后再由每一臺終端通過驗證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來確定是否接收。

在這種方式下我們知道很容易造成網絡堵塞，因為其實接收數(shù)據(jù)的一般來說只有一個終端節(jié)點，而現(xiàn)在對所有節(jié)點都發(fā)送，那么絕大部分數(shù)據(jù)流量是無效的，這樣就造成整個網絡數(shù)據(jù)傳輸效率相當?shù)?。另一方面由于所發(fā)送的數(shù)據(jù)包每個節(jié)點都能偵聽到，那顯然就不會很安全了，容易出現(xiàn)一些不安全因素。

無線交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上?？刂齐娐肥盏綌?shù)據(jù)包以后，處理端口會查找內存中的MAC地址（網卡的硬件地址）對照表以確定目的MAC的NIC（網卡）掛接在哪個端口上。

通過內部交換矩陣直接將數(shù)據(jù)迅速包傳送到目的節(jié)點，而不是所有節(jié)點，目的MAC若不存在才廣播到所有的端口。這種方式我們可以明顯地看出一方面效率高，不會浪費網絡資源，只是對目的地址發(fā)送數(shù)據(jù)，一般來說不易產生網絡堵塞；

另一個方面數(shù)據(jù)傳輸安全，因為它不是對所有節(jié)點都同時發(fā)送，發(fā)送數(shù)據(jù)時其它節(jié)點很難偵聽到所發(fā)送的信息。這也是交換機為什么會很快取代集線器的重要原因之一。交換機還有一個重要特點就是它不是像集線器一樣每個端口共享帶寬，它的每一端口都是獨享交換機的一部分總帶寬，這樣在速率上對于每個端口來說有了根本的保障。

另外，使用交換機也可以把網絡“分段”，通過對照地址表，交換機只允許必要的網絡流量通過交換機，這就是后面將要介紹的VLAN（虛擬局域網）。通過交換機的過濾和轉發(fā)，可以有效的隔離廣播風暴，減少誤包和錯包的出現(xiàn)，避免共享沖突。

這樣交換機就可以在同一時刻可進行多個節(jié)點對之間的數(shù)據(jù)傳輸，每一節(jié)點都可視為獨立的網段，連接在其上的網絡設備獨自享有固定的一部分帶寬，無須同其他設備競爭使用。

如當節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數(shù)據(jù)時，節(jié)點B可同時向節(jié)點C發(fā)送數(shù)據(jù)，而且這兩個傳輸都享有帶寬，都有著自己的虛擬連接。打個比方就是，如果現(xiàn)在使用的是10Mbps8端口以太網無線交換機。

因每個端口都可以同時工作，所以在數(shù)據(jù)流量較大時，那它的總流量可達到8＊10Mbps＝80Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，因為它是屬于共享帶寬式的，所以同一時刻只能允許一個端口進行通信，那數(shù)據(jù)流量再忙HUB的總流通量也不會超出10Mbps。如果是16端口、24端口的更是明顯了！

無線交換機的主要功能包括物理編址、網絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流量控制。目前一些高檔交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN（虛擬局域網）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有路由和防火墻的功能。#t#

無線交換機除了能夠連接同種類型的網絡之外，還可以在不同類型的網絡（如以太網和快速以太網）之間起到互連作用。如今許多交換機都能夠提供支持快速以太網或FDDI等的高速連接端口，用于連接網絡中的其它交換機或者為帶寬占用量大的關鍵服務器提供附加帶寬。

一般來說，交換機的每個端口都用來連接一個獨立的網段，但是有時為了提供更快的接入速度，我們可以把一些重要的網絡計算機直接連接到交換機的端口上。這樣，網絡的關鍵服務器和重要用戶就擁有更快的接入速度，支持更大的信息流量。

總之，交換機是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網絡設備。交換機對于因***次發(fā)送到目的地址不成功的數(shù)據(jù)包會再次對所有節(jié)點同時發(fā)送，企圖找到這個目的MAC地址，找到后就會把這個地址重新加入到自己的MAC地址列表中，這樣下次再發(fā)送到這個節(jié)點時就不會發(fā)錯。交換機的這種功能就稱之為“MAC地址學習”功能。