随着电子技能的飞速发展，打算机及其运用日益遍及，打算机网络也迅速发展起来。凡是将地理位置不同，具备独立功能的多台打算机、终端及其附属设备，用通信设备和线路连接起来，并配以相应的网络软件实现打算机通信信息网的资源共享与数据通信，都称为打算机通信网。
当网络规模扩大时，纯挚靠延长网线已变得不现实。并且对付不同的局域网，要实现相互之间的数据传送，共享网络的资源，须要有专门的连接设备实现网络扩展。同时，网络中站点的增加，地理范围的扩大，业务量的增长，匆匆使网络互联迅速向前发展。
网络互联的高速发展，导致网络交流技能的涌现，网络交流机也随之应运而生。广义的交流机便是一种在通信系统中完成信息交流功能的设备。网络交流机的紧张功能包括物理编址、网络拓扑构造、缺点校验、帧序列以及流量掌握。
随着交流技能的发展，交流机由原来事情在OSI承M的第二层，发展到现在有可以事情在第四层的交流机涌现，以是根据事情的协议层交流机可分第二层交流机、第三层交流机和第四层交流机。由于第四层交流机交流技能尚未真正成熟且价格昂贵，第四层交流机在实际运用中目前还较少见。
网络交流机的性能
网络交流机是一种连接网络分段的网络设备。从技能角度看，网络交流机运行在 OSI 模型的第2层（数据链路层）。网络交流机源于电子集线器（HUB），个中 HUB 是为星型网络供应的一种中央结点设备。在共享 HUB 中，所有星型网络连接都吸收同一个广播帧。交流机类似于集线器，它也支持单个广播域，但不同的是交流机上的每个端口同时也是它自己的冲突域（Collision Domain）。常日情形下，交流机比集线器更加智能化，网络交流性能监测到所吸收的数据包，并能判断出该数据包的源和目的地设备，从而实现精确的转发过程。网络交流机只对连接设备传送信息，其目的是保存带宽，并供应比 HUB 更好的干系性能。
交流机中流量监控过程较为繁芜，这是由于每个端口在数据传输之前都处于分离状态，即便相连，也只是在发送和吸收端口相连接时。目前有两种紧张方法支持交流环境下网络管理器对网络流量的监控：
端口镜像（Port Mirroring） ― 交流机向网络监控连接发送一组网络数据包；
SMON ― RFC 2613中规定的“交流机监控”是一种用来掌握举动步伐如“端口镜像”的协议。
其余还有些方法，在无需交流机的协作下，支持网络中另一台打算机上的“Snooping”行为，如伪 ARP MAC 扩散行为。
LAN 网络中最通用的网络交流机有 Ethernet 交流机。WAN 网络中通用的有 ATM 交流机、帧中继及10 Gigabit Ethernet 交流机。对付高终端 WAN 交流机，常日包含一台（软）路由器，以支持网络层（第3层）数据包处理。
网络交流机的分类
从广义上来看，交流机分为两种：广域网交流机和局域网交流 机。广域网交流机紧张运用于电信领域，供应通信根本平台。而局 域网交流机则运用于局域网络，用于连接终端设备，如 PC机及网络打印机等。
按照现在繁芜的网络构成办法， 网络交流机被划分为接入层交流机、汇聚层交流机和核心层交流机。
个中，核心层交流机全部采 用机箱式模块化设计，已经基本上都设计了与之相配备的 1000Base-T 模块。接入层支持 1000Base-T 的以太网交流机基本 上是固定端口式交流机，以 10/100M 端口为主，并且以固定端口 或扩展槽办法供应 1000Base-T 的上联端口。汇聚层 1000Base-T 交流机同时存在机箱式和固定端口式两种设计，可以供应多个 1000Base-T 端口，一样平常也可以供应 1000Base-X 等其他形式的端 口。接入层和汇聚层交流机共同构成完全的中小型局域网办理方 案。
从传输介质和传输速率上看， 局域网交流机可以分为以太网交 换机、 快速以太网交流机、 千兆以太网交流机、 FDDI 交流机、 ATM 交流机和令牌环交流机等多种，这些交流机分别适用于以太网、快 速以太网、FDDI、ATM 和令牌环网等环境。
从规模运用上又有企业级交流机、 部门级交流机和事情组交流 机等。各厂商划分的尺度并不完备同等，一样平常来讲，企业级交流机 都是机架式，部门级交流机可以是机架式，也可以是固定配置式， 而事情组级交流机则一样平常为固定配置式， 功能较为大略。另一方面， 从运用的规模来看，作为骨干交流机时，支持 500 个信息点以上 大型企业运用的交流机为企业级交流机，支持 300 个信息点以下 中型企业的交流机为部门级交流机，而支持 100 个信息点以内的 交流机为事情组级交流机。
根据架构特点，人们还将局域网交流机分为机架式、带扩展槽 固定配置式、不带扩展槽固定配置式三种产品。机架式交流机是一 种插槽式的交流机，这种交流机扩展性较好，可支持不同的网络类 型，如以太网、快速以太网、千兆以太网、ATM、令牌环及 FDDI 等，但价格较贵。不少高端交流机都采取机架式构造。带扩展槽固 定配置式交流机是一种有固定端口并带少量扩展槽的交流机， 这种 交流机在支持固定端口类型网络的根本上， 还可以通过扩展其他网 络类型模块来支持其他类型网络，这类交流机的价格居中。不带扩 展槽固定配置式交流机仅支持一种类型的网络（一样平常因此太网）， 可运用于小型企业或办公室环境下的局域网，价格最便宜，运用也 最广泛。分配到某个背板的网段上。端口 交流用于将以太模块的端口在背板多个网段之间进行分配、平衡。帧交流是目前运用最广泛的局域网交流技能， 它通过对传统传输媒 介进行微分段，供应并行传送的机制，以减小冲突域、得到高的带 宽。ATM 技能代表了网络和通信中浩瀚难题的一剂“良药”。ATM 采取固定长度为 53 个字节的信元交流。由于长度固定，因而便于 用硬件实现。ATM 采取专用的非差别连接，并走运行，可以通过 一个交流机同时建立多个节点， 但不会影响每个节点之间的通信能 力。ATM 还容许在源节点和目标节点之间的通信能力。ATM 采取 统计时分电路进行复用，因而能大大提高通道利用率。ATM 的带 宽可以达到 25M、155M、622M 乃至数 G 比特传送能力。
事实上， 从运用的角度划分， 交流机又可分为电话交流机 （PBX） 和数据交流机（Switch）。当然，目前非常时髦的在数据上的语音 传输 VoIP 又有人称之为“软交流机”。
网络交流机的选择
通过运用技能的比较，可以看出，二层交流机紧张用在小型局域网中，机器数量在二、三十台以下，这样的网络环境下，广播包影响不大，二层交流机的快速交流功能、多个接入端口和低廉价格为小型网络用户供应了很完善的办理方案。在这种小型网络中根本没必要引入路由功能从而增加管理的难度和用度，以是没有必要利用路由器或三层交流机。
三层交流机是为IP设计的，接口类型大略，拥有很强二层包处理能力，以是适用于大型局域网，为了减小广播风暴的危害，必须把大型局域网按功能或地域等成分划成一个一个的小局域网，也便是把机器分为一个一个的小网段，这样会导致不同网段之间存在大量的互访，纯挚利用二层交流机没办法实现网间的互访，而纯挚利用路由器则由于端口数量有限，路由速率较慢，而限定了网络的规模和访问速率，以是这种环境下由二层交流技能和路由技能有机结合而成的三层交流机就最为适宜。
路由器端口类型多，支持的三层协议多，路由能力强，以是适宜于在大型网络之间的互连，一样平常大型网络的互连端口不多，互连设备的紧张功能不在于在端口之间进行快速交流，而是要选择最佳路径进行负载分担，链路备份和最主要的与其它网络进行路由信息交流，所有这些都是路由完成的功能。三层交流机的最主要目的是加快大型局域网内部的数据交流，揉合进去的路由功能也是为这目的做事的，以是它的路由功能没有同一档次的专业路由器强。在网络流量很大，但又哀求相应速率很高的情形下，由三层交流机做网内的交流，由路由器专门卖力网络的路由事情，这样就可以充分发挥不同设备的上风。
在选择交流机详细设备时根据以上情形进行剖析后，还要参考以下几项设备指标：
1、转发技能
直通转发技能便是交流机获取到数据包目的地址，就开始向目的端口发送数据包。常日，交流机在吸收到数据包的前6个字节时，就已经知道目的地址，从而可以决定向哪个端口转发这个数据包。直通转发技能速率快、延时少和吞吐率高。但当网络中误码率较高时，交流机会转发所有的完全数据包和缺点数据包，这将给全体交流网络带来许多缺点通讯包。直通转发技能适用于网络链路质量好的网络环境。
存储转发技能哀求交流机在吸收到全部数据包后再决定如何转发，交流机在转发之前检讨数据包完全性和精确性。它的优点是：没有残缺数据包转发，减少了潜在的不必要数据转发。它的缺陷是：转发速率比直接转发技能慢。以是，存储转发技能比较适应于普通链路质量的网络环境。
2、背板吞吐量及缓冲区大小
背板吞吐最也称背板带宽，单位是每秒通过的数据包个数(pps)，表示交流机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。一台交流机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强。
缓冲区大小，又叫做包缓冲区大小，是一种数据行列步队机制，由交流机用来进行不同网络设备之间的速率匹配。速率高的设备所发送的数据可以存储在缓冲区内，直到被慢速设备处理为止。缓冲区大小由缓冲调度算法算出，过大的缓冲空问须要相对多的寻址韶光，缓冲空间过小会在发生拥塞时引起丢包出错。
3、延时
交流机延时是指从交流机吸收到数据包到开始向目的端口复制数据包之问的韶光间隔。有许多成分会影响延时大小，比如转发技能、缓冲区大小等等。
4、管理功能
为方便网管员管理，及用户掌握访问交流机，常日交流机应支持SNMP MIB I／MIB II统计管理功能以知足常用网管管理软件，如OPENVIEW、SUN Solstice Domain Manager或IBM网络管理(NetView)远程管理交流机，乃至还会增加通过内置RMON组(mini—RMON)来支持RMON主动监视功能，或供应通过WEB页面、命令行办法(eLI)对设备进行远程的监控，以终极实现故障管理、性能管理、配置管理、安全管理等常用管理功能。
5、MAC地址表大小及MAC地址类型
连接到局域网上的每个端口或设备都须要一个MAC地址，其他设备要用到此地址来定位特定的端口及更新路由表和数据构造。MAC地址表大小能反响出该设备所支持的节点数能力。单MAC地址类型交流机连接终极用户或非桥接设备，不能接集线器等多网络设备网段。多MAC地址交流机则可以在每端口存多个MAC地址具有较强的多节点支持力。
6、扩展树
为保障网络的安全性，常对关键数据链路供应冗余备份链路，由于交流机实际上是多端口的透明桥接设备，从而引发“拓扑环”问题。交流机通过采取扩展树协议算法让网络中的每一个桥接设备相互知道，自动防止拓扑环征象。交流机并将检测到的“拓扑环”中的某个端口断开，以达到肃清“拓扑环”的目的，坚持网络中的拓扑树的完全性。
7、是否全双工
全双工端口可以同时发送和吸收数据，但这哀求交流机和所连接的设备都支持全双工事情办法。
具有全双工功能的交流机可实现高吞吐量(两倍于单工模式端口吞吐量)、避免碰撞、打破CSMA圮D链路长度限定，通信链路的长度限定只与物理介质有关，交流机端口最好能实现全伴双工自动转换。
8、高速端口集成
交流机可以供应高带宽”管道”(固定端口、可选模块或多链路隧道)知足交流机的交流流量与上级主干的交流需求。防止涌现主干通信瓶颈。如FDDI、ATM、G比特光模块等。
9、最大VLAN数量
此参数反响了一台设备所能支持的最大VLAN数目，就目前交流机所能支持的最大VLAN数目(1024以上)来看，足以知足一样平常企业的须要。
10、扩充性配置
机架插槽数、扩展槽数、最大可堆叠数、10／1013／000M以太网端口数、最大ATM端口数、最大SONET端口数、最大FDDI端口数、最大电源数等多个硬件指标将直接反响交流机的扩充能力及与其它骨干网络设备的互联互通能力。
对不同的用户在选择中还有不同的哀求，如履行对数据流的访问掌握(ACL)、做事质量担保(QoS)、带宽管理以及各种掌握和做事策略、支持的包过滤、负载均衡及在三层交流机对各种路由协议的支持程度等等。
总之，在进行网络方案设计和选择交流机时，应仔细稽核交流机的各种功能，随着交流技能的高速发展，越来越多的交流机领悟了其它网络设备的新功能，交流机的选择更需全面考虑、实时跟踪新产品。
