（1） 当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的；
（2） 再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；
（3） 如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上；
（4） 如表中找不到相应的端口则把数据包广播到所有端口上，当目的机器对源机器回应时，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。
不断的循环这个过程，对于全网的MAC地址信息都可以学习到，二层交换机就是这样建立和维护它自己的地址表。
从二层交换机的工作原理可以推知以下三点：
（1） 由于交换机对多数端口的数据进行同时交换，这就要求具有很宽的交换总线带宽，如果二层交换机有N个端口，每个端口的带宽是M，交换机总线带宽超过N×M，那么这交换机就可以实现线速交换；
（2） 学习端口连接的机器的MAC地址，写入地址表，地址表的大小（一般两种表示方式：一为BEFFER RAM，一为MAC表项数值），地址表大小影响交换机的接入容量；
（3） 还有一个就是二层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC （Application specific Integrated Circuit）芯片，因此转发速度可以做到非常快。由于各个厂家采用ASIC不同，直接影响产品性能。
以上三点也是评判二三层交换机性能优劣的主要技术参数，这一点请大家在考虑设备选型时注意比较。
（二）路由技术
路由器工作在OSI模型的第三层---网络层 *** 作，其工作模式与二层交换相似，但路由器工作在第三层，这个区别决定了路由和交换在传递包时使用不同的控制信息，实现功能的方式就不同。工作原理是在路由器的内部也有一个表，这个表所标示的是如果要去某一个地方，下一步应该向那里走，如果能从路由表中找到数据包下一步往那里走，把链路层信息加上转发出去；如果不能知道下一步走向那里，则将此包丢弃，然后返回一个信息交给源地址。
路由技术实质上来说不过两种功能：决定最优路由和转发数据包。路由表中写入各种信息，由路由算法计算出到达目的地址的最佳路径，然后由相对简单直接的转发机制发送数据包。接受数据的下一台路由器依照相同的工作方式继续转发，依次类推，直到数据包到达目的路由器。
而路由表的维护，也有两种不同的方式。一种是路由信息的更新，将部分或者全部的路由信息公布出去，路由器通过互相学习路由信息，就掌握了全网的拓扑结构，这一类的路由协议称为距离矢量路由协议；另一种是路由器将自己的链路状态信息进行广播，通过互相学习掌握全网的路由信息，进而计算出最佳的转发路径，这类路由协议称为链路状态路由协议。
由于路由器需要做大量的路径计算工作，一般处理器的工作能力直接决定其性能的优劣。当然这一判断还是对中低端路由器而言，因为高端路由器往往采用分布式处理系统体系设计。
（三）三层交换技术
近年来的对三层技术的宣传，耳朵都能起茧子，到处都在喊三层技术，有人说这是个非常新的技术，也有人说，三层交换嘛，不就是路由器和二层交换机的堆叠，也没有什么新的玩意，事实果真如此吗？下面先来通过一个简单的网络来看看三层交换机的工作过程。
组网比较简单
使用IP的设备A------------------------三层交换机------------------------使用IP的设备B
比如A要给B发送数据，已知目的IP，那么A就用子网掩码取得网络地址，判断目的IP是否与自己在同一网段。
如果在同一网段，但不知道转发数据所需的MAC地址，A就发送一个ARP请求，B返回其MAC地址，A用此MAC封装数据包并发送给交换机，交换机起用二层交换模块，查找MAC地址表，将数据包转发到相应的端口。
如果目的IP地址显示不是同一网段的，那么A要实现和B的通讯，在流缓存条目中没有对应MAC地址条目，就将第一个正常数据包发送向一个缺省网关，这个缺省网关一般在 *** 作系统中已经设好，对应第三层路由模块，所以可见对于不是同一子网的数据，最先在MAC表中放的是缺省网关的MAC地址；然后就由三层模块接收到此数据包，查询路由表以确定到达B的路由，将构造一个新的帧头，其中以缺省网关的MAC地址为源MAC地址，以主机B的MAC地址为目的MAC地址。通过一定的识别触发机制，确立主机A与B的MAC地址及转发端口的对应关
系，并记录进流缓存条目表，以后的A到B的数据，就直接交由二层交换模块完成。这就通常所说的一次路由多次转发。
以上就是三层交换机工作过程的简单概括，可以看出三层交换的特点：
由硬件结合实现数据的高速转发。
这就不是简单的二层交换机和路由器的叠加，三层路由模块直接叠加在二层交换的高速背板总线上，突破了传统路由器的接口速率限制，速率可达几十Gbits。算上背板带宽，这些是三层交换机性能的两个重要参数。
简洁的路由软件使路由过程简化。
大部分的数据转发，除了必要的路由选择交由路由软件处理，都是又二层模块高速转发，路由软件大多都是经过处理的高效优化软件，并不是简单照搬路由器中的软件。
结论
二层交换机用于小型的局域网络。这个就不用多言了，在小型局域网中，广播包影响不大，二层交换机的快速交换功能、多个接入端口和低谦价格为小型网络用户提供了很完善的解决方案。
路由器的优点在于接口类型丰富，支持的三层功能强大，路由能力强大，适合用于大型的网络间的路由，它的优势在于选择最佳路由，负荷分担，链路备份及和其他网络进行路由信息的交换等等路由器所具有功能。
三层交换机的最重要的功能是加快大型局域网络内部的数据的快速转发，加入路由功能也是为这个目的服务的。如果把大型网络按照部门，地域等等因素划分成一个个小局域网，这将导致大量的网际互访，单纯的使用二层交换机不能实现网际互访；如单纯的使用路由器，由于接口数量有限和路由转发速度慢，将限制网络的速度和网络规模，采用具有路由功能的快速转发的三层交换机就成为首选。
一般来说，在内网数据流量大，要求快速转发响应的网络中，如全部由三层交换机来做这个工作，会造成三层交换机负担过重，响应速度受影响，将网间的路由交由路由器去完成，充分发挥不同设备的优点，不失为一种好的组网策略，当然，前提是客户的腰包很鼓，不然就退而求其次，让三层交换机也兼为网际互连。
第四层交换的一个简单定义是：它是一种功能，它决定传输不仅仅依据MAC地址(第二层网桥)或源目标IP地址(第三层路由),而且依据TCPUDP(第四层) 应用端口号。第四层交换功能就象是虚IP，指向物理服务器。它传输的业务服从的协议多种多样，有>交换式技术发展过程
以太网交换机，英文为SWITCH，也有人翻译为开关，交换器或称交换式集线器。我们首先回顾一下局域网的发展过程。
计算机技术与通信技术的结合促进了计算机局域网络的飞速发展，从六十年代末ALOHA的出现到九十年代中期1000MBPS交换式以太网的登台亮相，短短的三十年间经过了从单工到双工，从共享到交换，从低速到高速，从简单到复杂，从昂贵到普及的飞跃。
八十年代中后期，由于通信量的急剧增加，促使技术的发展，使局域网的性能越来越高，最早的1MBPS的速率已广泛地被今天的100BASE-T和100CG-ANYLAN替代，但是，传统的媒体访问方法都局限于使大量的站点共享对一个公共传输媒体的访问，既CSMA/CD。
九十年代初，随着计算机性能的提高及通信量的聚增，传统局域网已经愈来愈超出了自身的负荷，交换式以太网技术应运而生，大大提高了局域网的性能。与现在基于网桥和路由器的共享媒体的局域网拓扑结构相比，网络交换机能显著的增加带宽。交换技术的加入，就可以建立地理位置相对分散的网络，使局域网交换机的每个端口可平行、安全、同时的互相传输信息，而且使局域网可以高度扩充。
从网桥、多端口网桥到交换机
局域网交换技术的发展要追溯到两端口网桥。桥是一种存储转发设备，用来连接相似的局域网。从互联网络的结构看，桥是属于DCE级的端到端的连接；从协议层次看，桥是在逻辑链路层对数据帧进行存储转发；与中继器在第一层、路由器在第三层的功能相似。两端口网桥几乎是和以太网同时发展的。
以太网交换技术(SWITCH)是在多端口网桥的基础上与九十年代初发展起来的，实现OSI模型的下两层协议，与网桥有着千丝万缕的关系，甚至被业界人士称为"许多联系在一起的网桥"，因此现在的交换式技术并不是什么新的标准，而是现有技术的新应用而已，是一种改进了的局域网桥，与传统的网桥相比，它能提供更多的端口(4～88)、更好的性能、更强的管理功能以及更便宜的价格。现在某些局域网交换机也实现了OSI参考模型的第三层协议，实现简单的路由选择功能，目前很热的第三层交换就是指此。以太网交换机又与电话交换机相似，除了提供存储转发(STORE ANG FORWORD)方式外还提供了其它的桥接技术，如：直通方式(CUT THROUGH)。
交换式以太网的工作原理
以太网交换机的原理很简单，它检测从以太端口来的数据包的源和目的地的MAC(介质访问层)地址，然后与系统内部的动态查找表进行比较，若数据包的MAC层地址不在查找表中，则将该地址加入查找表中，并将数据包发送给相应的目的端口。
交换式以太网技术的优点
交换式以太网不需要改变网络其它硬件，包括电缆和用户的网卡，仅需要用交换式交换机改变共享式HUB，节省用户网络升级的费用。
可在高速与低速网络间转换，实现不同网络的协同。目前大多数交换式以太网都具有100MBPS的端口，通过与之相对应的100MBPS的网卡接入到服务器上，暂时解决了10MBPS的瓶颈，成为网络局域网升级时首选的方案。
它同时提供多个通道，比传统的共享式集线器提供更多的带宽，传统的共享式10MBPS/100MPS以太网采用广播式通信方式，每次只能在一对用户间进行通信，如果发生碰撞还得重试，而交换式以太网允许不同用户间进行传送，比如，一个16端口的以太网交换机允许16个站点在8条链路间通信。
特别是在时间响应方面的优点，使的局域网交换机倍受青睐。它以比路由器低的成本却提供了比路由器宽的带宽、高的速度，除非有上广域网(WAN)的要求，否则，交换机有替代路由器的趋势。
直通式(cut throuth)，存储转发(store-and-forward)的比较
直通方式的以太网络交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于不需要存储，延迟(LATENCY)非常小、交换非常快，这是它的优点；它的缺点是：因为数据包的内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能提供错误检测能力，由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通，而且，当以太网络交换机的端口增加时，交换矩阵变的越来越复杂，实现起来相当困难。
存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式，它把输入端口的数据包先存储起来，然后进行CRC检查，在对错误包处理后才取出数据包的目的地址，通过查找表转换成输出端口送出包。正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，单是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，尤其重要的是它可以支持不同速度的输入输出端口间的转换，保持高速端口与低速端口间的协同工作。
第二层和第三层交换及其与路由器方案的竞争
局域网交换机是工作在OSI第二层的，可以理解为一个多端口网桥，因此传统上称为第二层交换；目前，交换技术已经延伸到OSI第三层的部分功能，既所谓第三层交换，第三层交换可以不将广播封包扩散，直接利用动态建立的MAC地址来通信，似乎可以看懂第三层的信息，如IP地址、ARP等，具有多路广播和虚拟网间基于IP、IPX等协议的路由功能，这方面功能的顺利实现得力于专用集成电路(ASIC)的加入，把传统的由软件处理的指令改为ASIC芯片的嵌入式指令，从而加速了对包的转发和过滤，使得高速下的线性路由和服务质量都有了可靠的保证。目前，如果没有上广域网的需要，在建网方案中一般不再应用价格昂贵、带宽有限的路由器。
虚拟局域网技术
交换技术的发展，允许区域分散的组织在逻辑上成为一个新的工作组，而且同一工作组的成员能够改变其物理地址而不必重新配置节点，这就是用到所谓的虚拟局域网技术(VLAN)。用交换机建立虚拟网就是使原来的一个大广播区(交换机的所有端口)逻辑的分为若干个"子广播区"，在子广播区里的广播封包只会在该广播区内传送，其它的广播区是收不到的。VLAN通过交换技术将通信量进行有效分离，从而更好地利用带宽
交换式技术发展过程
以太网交换机，英文为SWITCH，也有人翻译为开关，交换器或称交换式集线器。我们首先回顾一下局域网的发展过程。
计算机技术与通信技术的结合促进了计算机局域网络的飞速发展，从六十年代末ALOHA的出现到九十年代中期1000MBPS交换式以太网的登台亮相，短短的三十年间经过了从单工到双工，从共享到交换，从低速到高速，从简单到复杂，从昂贵到普及的飞跃。
八十年代中后期，由于通信量的急剧增加，促使技术的发展，使局域网的性能越来越高，最早的1MBPS的速率已广泛地被今天的100BASE-T和100CG-ANYLAN替代，但是，传统的媒体访问方法都局限于使大量的站点共享对一个公共传输媒体的访问，既CSMA/CD。
九十年代初，随着计算机性能的提高及通信量的聚增，传统局域网已经愈来愈超出了自身的负荷，交换式以太网技术应运而生，大大提高了局域网的性能。与现在基于网桥和路由器的共享媒体的局域网拓扑结构相比，网络交换机能显著的增加带宽。交换技术的加入，就可以建立地理位置相对分散的网络，使局域网交换机的每个端口可平行、安全、同时的互相传输信息，而且使局域网可以高度扩充。
从网桥、多端口网桥到交换机
局域网交换技术的发展要追溯到两端口网桥。桥是一种存储转发设备，用来连接相似的局域网。从互联网络的结构看，桥是属于DCE级的端到端的连接；从协议层次看，桥是在逻辑链路层对数据帧进行存储转发；与中继器在第一层、路由器在第三层的功能相似。两端口网桥几乎是和以太网同时发展的。
以太网交换技术(SWITCH)是在多端口网桥的基础上与九十年代初发展起来的，实现OSI模型的下两层协议，与网桥有着千丝万缕的关系，甚至被业界人士称为"许多联系在一起的网桥"，因此现在的交换式技术并不是什么新的标准，而是现有技术的新应用而已，是一种改进了的局域网桥，与传统的网桥相比，它能提供更多的端口(4～88)、更好的性能、更强的管理功能以及更便宜的价格。现在某些局域网交换机也实现了OSI参考模型的第三层协议，实现简单的路由选择功能，目前很热的第三层交换就是指此。以太网交换机又与电话交换机相似，除了提供存储转发(STORE ANG FORWORD)方式外还提供了其它的桥接技术，如：直通方式(CUT THROUGH)。
交换式以太网的工作原理
以太网交换机的原理很简单，它检测从以太端口来的数据包的源和目的地的MAC(介质访问层)地址，然后与系统内部的动态查找表进行比较，若数据包的MAC层地址不在查找表中，则将该地址加入查找表中，并将数据包发送给相应的目的端口。
交换式以太网技术的优点
交换式以太网不需要改变网络其它硬件，包括电缆和用户的网卡，仅需要用交换式交换机改变共享式HUB，节省用户网络升级的费用。
可在高速与低速网络间转换，实现不同网络的协同。目前大多数交换式以太网都具有100MBPS的端口，通过与之相对应的100MBPS的网卡接入到服务器上，暂时解决了10MBPS的瓶颈，成为网络局域网升级时首选的方案。
它同时提供多个通道，比传统的共享式集线器提供更多的带宽，传统的共享式10MBPS/100MPS以太网采用广播式通信方式，每次只能在一对用户间进行通信，如果发生碰撞还得重试，而交换式以太网允许不同用户间进行传送，比如，一个16端口的以太网交换机允许16个站点在8条链路间通信。
特别是在时间响应方面的优点，使的局域网交换机倍受青睐。它以比路由器低的成本却提供了比路由器宽的带宽、高的速度，除非有上广域网(WAN)的要求，否则，交换机有替代路由器的趋势。
直通式(cut throuth)，存储转发(store-and-forward)的比较
直通方式的以太网络交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于不需要存储，延迟(LATENCY)非常小、交换非常快，这是它的优点；它的缺点是：因为数据包的内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能提供错误检测能力，由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通，而且，当以太网络交换机的端口增加时，交换矩阵变的越来越复杂，实现起来相当困难。
存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式，它把输入端口的数据包先存储起来，然后进行CRC检查，在对错误包处理后才取出数据包的目的地址，通过查找表转换成输出端口送出包。正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，单是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，尤其重要的是它可以支持不同速度的输入输出端口间的转换，保持高速端口与低速端口间的协同工作。
第二层和第三层交换及其与路由器方案的竞争
局域网交换机是工作在OSI第二层的，可以理解为一个多端口网桥，因此传统上称为第二层交换；目前，交换技术已经延伸到OSI第三层的部分功能，既所谓第三层交换，第三层交换可以不将广播封包扩散，直接利用动态建立的MAC地址来通信，似乎可以看懂第三层的信息，如IP地址、ARP等，具有多路广播和虚拟网间基于IP、IPX等协议的路由功能，这方面功能的顺利实现得力于专用集成电路(ASIC)的加入，把传统的由软件处理的指令改为ASIC芯片的嵌入式指令，从而加速了对包的转发和过滤，使得高速下的线性路由和服务质量都有了可靠的保证。目前，如果没有上广域网的需要，在建网方案中一般不再应用价格昂贵、带宽有限的路由器。
虚拟局域网技术
交换技术的发展，允许区域分散的组织在逻辑上成为一个新的工作组，而且同一工作组的成员能够改变其物理地址而不必重新配置节点，这就是用到所谓的虚拟局域网技术(VLAN)。用交换机建立虚拟网就是使原来的一个大广播区(交换机的所有端口)逻辑的分为若干个"子广播区"，在子广播区里的广播封包只会在该广播区内传送，其它的广播区是收不到的。VLAN通过交换技术将通信量进行有效分离，从而更好地利用带宽，并可从逻辑的角度出发将实际的LAN基础设施分割成多个子网，它允许各个局域网运行不同的应用协议和拓扑结构，对这部分详细内容感兴趣的读者可以参考IEEE80210规定。目前，集线器和交换机之间的界限已变得模糊。交换式集线器有一个核心交换式背板，采用一个纯粹的交换系统代替传统的共享介质中继网段。此类产品已经上市，并且混合的（中继／交换）集线器很可能在以后几年控制这一市场。应该指出，集线器和交换机之间的特性几乎没有区别。
交换式集线器的工作原理：
1、交换式原理
交换式集线器是一种网络开关（switch），也称交换器，由于和电话交换机对
出入线的选择有相似的原理，因此也有人译为交换机，但出入线数比较小，一般在8-24
之间。网络开关被定义成一个能接收发来的信息祯，加以暂时存储，然后发到另一端的
网络部件。交换式集线器具有网络开关的一般特征。
交换式集线器由四个基本元素组成：端口、缓冲区、信息祯的转发机构和背板
体系结构。交换式集线器可以同时接收多个端口信息，并可以同时将这些信息发向多个
目标地址对应的端口。交换式集线器还可以将从一个端口接收的信息发向多个端口。由
于每个端口都有其专用的转发通道，从而避免了共享式集线器中因共享传输通道所造成
的冲突。但是，交换式集线器中冲突依然存在，如果两个接收端口都要向同一个输出端
口转发时，就形成了冲突。但是，这个冲突相对于共享式集线器来说，无论是冲突的概
率，还是冲突的范围，都要小得多。交换式集线器端口之间的冲突可以通过集线器内部
的功能来协调。还有一种形式的冲突，就是如果交换式集线器端口连接到一个传统的以
太网段上，该以太网段中仍存在冲突，这种冲突可以由CSMA/CD协议来处理。
2、端口速度和类型
尽管当前FDDI和令牌环的集线器产品已经在市场上出现，然而占绝对优势的仍
是10BASE-T和100BASE-T端口的集线器。另外，集线器端口也可以是100BASE-TX，
100BASE-T4或100BASE-FX。
3、缓冲能力和拥塞控制
一般说来，大的缓冲区意味着较好的性能，但同时价格也就高。许多交换式集
线器厂商选择拥塞控制机制来防止缓冲区溢出的情况发生。拥塞控制可以采用这种方法
实现：向高速结点发送“假”冲突，迫使它进入后退状态，暂停数据发送，从而使得集
线器得以腾空缓冲区。如图2所示，如果端口B识别出它的缓冲区快满时，即发送拥塞模
式信号给发送结点。发送结点则按冲突原则中断发送，进入标准后退状态。发送结点将
保持此状态，直至端口B腾空内部缓冲区。这种类型的拥塞控制适用于半双工端口。
4、转发机构
交换式集线器具有网桥的功能，它必须知道要转发的信息祯的类型。信息祯的
转发方法可以是存储转发式、切入式或改进的切入式。交换式集线器中，祯转发机构将
在祯的延迟等待和错误检验的可靠性之间作出折衷选择。三种转发机构分别如下：
存储转发式（store and forword):
将发来的祯在发送到一个端口之前先全部存储在内部存储器中。此时，交换式
集线器的延迟等待时间至少等于整个祯的传输时间。这样一来，如果集线器的级联数较
大时，可能导致性能恶化。但是，此种方式可以对祯进行CRC校验，从而滤掉不正确的或
有冲突的祯。
切入式（cut_through):
只查看信息祯的目的地址（位于祯头部分），然后立即进行信息祯的转发，从
而使得祯的延迟大为降低。此种方法实际上将目的地址有效的所有信息祯全部进行转发
，就有可能将有错误的祯、有冲突的祯也转发了出去。相对主干网而言，切入式的方法
适合于工作组级别的集线器。
改进型切入式:
这种方式综合了以上两种方式的优点。其方法是先保存祯头的64个字节，如果
祯不正确，则立即丢弃，因为通过祯的头64个字节就可以判断出包的好坏，所以这种方
式是以上两种方式的折衷。不过，改进型切入式在短祯（一般是控制祯）时与存储转发
式相似，在长祯（一般是数据祯）时与切入式相似。这是改进型切入式的一个缺点，因
为控制祯一般要求短的延迟，而数据祯一般需要好的错误校验。这是一对矛盾。
5、背板体系结构
交换式集线器的背板体系结构定义了如何通过其内部的电子线路完成从一个端
口向另一个端口转发信息祯。背板体系结构对交换式集线器来说至关重要，大多数情况
下，交换式集线器受到它的背板体系结构的限制。交换式集线器通常有两种工作方式：
循环法和优先端口服务模式，这两种方法对应着两种不同的背板体系结构。
循环法（或先来先服务）开关体系结构一次服务一对端口。如果端口没有活
动，则跳过它。此体系结构适用于每个端口的通信量基本相等，而且频繁使用的交换式
集线器。优先端口服务模式引入一种各活动端口争用总线的原则，这种类型的体系结构
适合于能处理突发性（burst）通信量的10/100Mbps型交换式集线器，而且一般比循环
法的体系结构灵活性强。较高档的交换式集线器可以按照这两种体系结构进行配制。
6、网络管理
共享介质网络中，所有网络端口都可以监听该网络段上的所有通信，网络管理
较易实现。而对于交换式以太网，由于各网络交换式集线器要对通信流进行交换，因此
管理就相当复杂。对于交换式集线器的管理方案主要有两种。一种是将管理的功能纳入
到集线器的背板体系结构中，由背板上的功能部件进行信息统计，并将结果以唯一的以
太网址存储在管理部件中。查询可以通过访问此管理部件来实现。此种方法的缺点是兼
容性太差，不同的厂商有不同的设计模式，通常仅局限于SNMP统计。第二种方法叫作“
端口别名法”，它允许交换式集线器将任何给定的端口“映射”到专用的管理端口上。
该管理端口配备特别的管理终端或Pc，用于收集各种统计信息。此管理方法无具体标准
可循。
当前，许多厂商已采用新的远程监控（RMON）MIB，它允许对交换进行SNMP型端
口顺序管理。
7、交换式集线器的其他特点
交换式集线器的特殊点是每端口支持多少网络地址，由于每一端口都象一个进
行转发的网桥，所以集线器要保持一张该端口外的所有结点地址表。这些表可能很长，
要占用大量的存储器，因此许多厂商只允许每端口有少量的地址。例如，Grand
Junction的FastSwitch 100（现在由Cisco System公司销售）只支持每个端口一个地
址，即只允许一个结点连接到该端口上。而Bay Networks 28115和Cisco Catalyst则支
持每端口1024个地址，它们通常用作大的工作组或主干网集线器。当然后者价格要高得
多。
交换式集线器的另外一个特点是可配置性。由于网络带宽愈来愈高，因此集线
器的设计要能适合网络发展需要的可升级性。例如，100BASE-TX的交换式集线器允许将
快速以太网推广到5类UTP的工作组中，但对于需要100BASE-T4、100BASE-FX的工作组则
不能方便地连接。解决这个问题有两种方法，一个是采用带有介质无关性接口（MII）
的端口，另一种方法是将外部收发器连接到MII端口上来实现与任何类型以太网或快速
以太网传输协议的转换。
8、全双工原理
目前许多种交换式集线器都支持全双工的通信方式。常规的以太网基于共享介
质，采用半双工方式。因为，共享介质网络中，一个站发送数据时，其他站点必须监
听。也就是说，信道任何时候只能有一个方向在传输数据，要么发送，要么接收，绝不
能兼而有之。全双工方式要求通信的双方具有点对点的连接。10BASE-T和以太网交换技
术的结合使得传输信道不是由多个用户共享，而是以点对点方式实现了通信双方的连
接。从而使得全双工以太网的实现成为可能。全双工以太网的实现基于Kalpana方法；
〈1〉一对UTP（或一根光纤）只用以传送数据，而另一对UTP线用作接收数据；
〈2〉不需要载波监听（CRS），因为电缆只为一个结点接收和发送数据；
〈3〉不需要冲突检测和二进制指数方式的后退算法，因为不会发生冲突。
目前，市场上的10Mbps全双工设备和100BAST-T交换式集线器（如Bay Networks
28115）多采用Kalpana方法。采用全双工，可以使速率达到200Mbps，点-点距离采用光
纤时可达2km。
9、第三层交换
交换式集线器端口具有网桥功能，可看成是多端口网桥。网桥工作的基本原则
是具有过滤作用，将进入祯的但目标地址不属于本端口连接的各工作站MAC地址的祯转
发到其他端口，如果是非法或错误的地址，则集线器各端口都会转发出去，，形成广播
风暴，这就是spanning tree的协议。对于担任网络主干的100BASE-FL集线器它会消耗过
多的网络带宽。为了避免广播风暴，在100BASE-FL集线器中引入第三层交换（Layer 3
Switching），该交换式集线器除按第二层MAC地址进行交换外，还工作在第三层及网络
层。对于TCP/IP网络或INTERNET网，应用最为广泛，第三层交换即为IP交换，即在转发
信息时对除第二层MAC地址外，还要查看IP地址。对于非法的MAC地址就没有对应的IP地
址，则不会形成广播风暴。第三层交换应用于网络主干的交换式100BASE-FL，对提高
网络性能有很大好处。但是可以看出，由于IP交换工作在第三层，这样对100BASE-FL的
交换速度有一些影响，但总体上利大于弊，因此交换式集线器引入第三层交换是一种先
进的思想和技术。Intel公司的Express 100FX Switch具有第三层交换的功能。
三、集线器的类型
1、共享式集线器
1>10Mbps共享式集线器（Ethernet，10BASE-T)
10Mbps共享式集线器是最早出现的，使网络从扁平方式变为结构化的系统。它
是连接低速率工作组的网络结构部件。集线器端口具有中继放大器的作用，各端口共享
10Mbps，所有端口遵循CSMA/CD（8023协议）。10Mbps集线器有独立式和堆叠式，如12
ports/24ports堆叠式集线器，各模块之间由扩展电缆相连。
2>100Mbps共享式集线器（Fast Ethernet，100BASE-T)
按照Fast Ethernet的工作原理，此种集线器的端口速率为100Mbps，所有端口
遵循快速以太网协议即8023u协议，网络端端之间的最长距离为210米。
100Mbps共享式集线器对于轻负荷的高性能工作站是很有用的网络部件。
2、10Mbps交换式集线器（交换式Ethernet，交换式10BASE-T）
将交换式技术引入10Mbps集线器具有非常深远的意义，该网络部件提高了网络
的整体带宽。此种集线器每个端口都有专用的10Mbps通道，是过去和现在10Mbps
Ethernet性能迁移（提高到100Mbps）的最经济有效的办法。
10Mbps交换式集线器经常和100Mbps交换式集线器结合起来使用，以便使多个
集线器能够级联起来而没有网络瓶颈。
3、100Mbps交换式集线器及光纤口交换式集线器
100Mbps交换式集线器，是Fast Ethernet和交换技术相结合，每个端口都提供
专用的100Mbps速率。此种集线器是高性能的网络部件，经常和光纤介质结合起来使用，
作为网络骨干，典型产品有Bay Model 28115。因为主干网很可能跨越多个子LAN，如果
子LAN的距离大于100米，此时就不能使用UTP。目前FDDI光纤环网是最常用的技术方案，
不过100 BASE-FX也能提供相似的方案。这两种技术均可应用于交换式集线器的设计上，
后者形成了100Mbps光纤口交换式集线器，例如Intel Express 510T Switches。
快速以太网光纤集线器含有多个光纤端口，其目标是在校园网级别上优化
100Mbps网络的性能，它适用于地理上较分散的网络环境。Intel Express 100FX
Switches就是这种交换式集线器的一个例子。该交换式集线器中具有8个100BASE-FX端
口，它可以使公司或大的企业的局域网分布更加灵活，运行效率更高。它可以支持八根
光纤同时运行，并且每个连接可达两公里。此交换式集线器中每个端口采取全双工的 ***
作方式。
4、10Mbps/100Mbps自适应交换式集线器
为了解决以太网两端点速率不匹配的问题，IEEE推出了一个方案——自动协商
模式（通称NWay），该模式可以告诉线路一端它的另一端可有的速率，从而使得集线器
或网络接口卡能够自动调节自己的速率。今天许多10/100Mbps型集线器都有专用的自动
监听模式，如Intel Express 10/100就是一种交换式集线器，它可以工作在10或100Mbps
下，并能自动监听与其相连的结点的速率。它首先查看100Mbps“快速链路脉冲（FLP)"
序列，如果没有找到，则自动选择10Mbps的 *** 作。自动协商模式的应用，使得将网络升
级为交换式或高速以太网时更加方便，只需要换掉集线器即可完成。
5、10Mbps和100Mbps混合交换式集线器
小型网络设计中，对于桌面PC大多使用专用10Mbps即10Mbps交换式集线器，然
而网络服务器是各站点访问的中心，因此10Mbps经常成为网络的瓶颈。另外，10Mbps交
换式集线器之间的级联往往也是系统的瓶颈。因此，在一个交换式集线器中，大多数端
口为10Mbps，有少量的一个或两个端口为100Mbps的部件就应运而生了。典型产品如3Com
LinkSwitch 1000。
6、交换式集线器和FDDI相结合
FDDI是100Mbps技术最成熟的主干网。要求10Mbps交换式集线器能被连入FDDI
环内。该集线器有较多的10Mbps端口，又有能连入FDDI的双链站DAS端口（即有FDDI A口
（主干入，次环出）和FDDI B口（主环出，次环入））。典型产品如3Com LinkSwitch
1200，这是一个具有6个10Mbps端口和FDDI双链端口的网络部件。此种集线器为将子网
连接到FDDI主干网提供了方便。
7、交换式集线器与ATM结合
便于集线器所连接的设备和ATM交换机相连。
8、机箱式组合集线器
该部件有一个机箱和背板。机箱内有双份电源和基本的管理系统，还有用于插
接各种扩展模块的扩展插槽，以便按照用户的要求进行灵活的配置。扩展模块为集线器
提供了较强的容错能力，可扩展性和可升级性。许多厂商提供了名目繁多的网络模块，
如令牌环网模块、FDDI模块、ATM模块及快速以太网模块，还有堆叠模块、100BASE-FX
模块和管理模块等。为了支持这些模块ｘ行简要介绍。
1、Cisco公司
Catalyst 1200是Cisco公司的LAN Switching产品，此种交换式集线器的每个
端口支持多个地址选项，用来连接10BASE-T/10BASE-FL。
Cisco公司的集线器产品不多，他的优势在于路由器，例如Cisco7000、
LAN2LAN/MPR ENTERPRISE、LAN2LAN/MPR REMOTE OFFICE(软件）都是它的路由器产品。
2、3COM公司
3COM公司网络产品种类比较齐全，从网卡、集线器到交换式集线器方面的产品
都有。 共享式集线器产品主要有：
LinkBuilder FMS II Mixed-Media MSH，这是一种堆叠式集线器，极
适合工作组和远程办公点，此集线器是3COM公司SuperStack系统的一部分；
LinkBuilder TP/8和TP/12集线器为不要求综合管理能力的小型以太网
提供了一种质优价廉的解决方案；
Linkswitch 500 Ethernet Switch是面向小型工作组设计的24口交换
式集线器，采用切入式交换模式，每端口支持多地址；
Linkswitch 1200可为工作组和小型工作组客户服务器提供高速的以
太网交换技术，其FDDI端口可将各10M端口所连工作站接入FDDI主干环网；
Linkswitch 2700是优化的以太工作组交换器，以ATM方式连入高速主
干及服务器，是工作组和需要增加带宽的小型局域网的理想解决方案，将来需要一个高
速的ATM downlink连接到一个ATM校园主干上；
Linkbuilder MSH Linkswitch 1200是具有多种可选模块的箱式集线
器，可以达到很高的性能，它是为大型的、多用户协作网络设计的。
3、Bay公司
Bay公司的网络产品非常齐全，主要有集线器、ATM/FDDI/交换式产品。
集线器主要有：
System 800 系列，是10BASE-T产品，用于建立小型以太网或工作组，与非屏
蔽双绞线连接的Ethernet IEEE 8023i兼容。
System 2000 系列，包含三种类型的集线器：System 2000 Ethernet Hubs
（2000系列以太集线器），支持网络管理功能，可以通过连接到一个管理单元中，达
到扩展的目的；System 2000 Token Ring Concentrators{2000系列Token Ring集线
器），支持小型或分支Token Ring网，可允许屏蔽或非屏蔽双绞线连接，与IEEE
8025 Token Ring访问方法及物理层协议兼容；System 2000 FDDI集线器，为中小型
100Mbps FDDI网络提供一种可管理的，可预配置的平台，在企业网中可作为独立单元
支持FDDI *** 作。
System 3000 系列，是机箱式集线器，提供了多种模块(Ethernet、Token
Ring、FDDI)及其相应的管理模块，是面向高密度、大型的网络设计的。
System 5000 系列，是多局域网的智能型机箱式集线器，提供完整的网管集
成，网络配置灵活，具有很高的可靠性。
交换式集线器有:
Distributed 5000交换式集线器用于扩展System 5000的功能到小型网络中心
站，此种交换式集线器可通过背板总线串行堆叠，Distributed 5000交换式集线器网段
可通过网桥互连扩展网络。
快速以太网集线器Lattice 28115，用软件设置端口速率（10/100M），具有两
个支持UTP或光纤转发器的端口。
Lattice 28104，是网络中心快速以太网的主干集线器，具有支持多个全双工
的100BASE-FX光纤端口，具有两个支持UTP或光纤转发器的端口。
另外，还有多种交换式集线器的扩展模块，如EtherSpeed Switch Module、令
牌环网交换集线器TokenSpeed Switch Module、ATMspeed/155 Switch Module，它们为
交换式集线器提供了很好的可扩充性。
总的说来，Bay公司的交换式集线器中ATM等新技术的含量比较高，具有很好的
性能。
4、Intel公司
Intel公司的产品主要有网卡、交换式集线器、100BASE-T快速以太网产品，它
目前还没有应用ATM技术，这同Intel公司开发网络市场的时间还不长有关系（1990年）
。Intel 100 BASE-TX是一种快速以太网集线器，可靠性高；
Intel Express 100BASE-TX是可堆叠式集线器，它适用于服务器和工作组的环
境，成本底而且使用灵活；
Intel Express 510T Switches把快速以太网性能扩展到整个工作组，它采用
了自适应技术；
Intel Express 10/100是一个用于向快速以太网升级的底价位10/100Mbps交换
式集线器；
Intel Express 100FX Switches是为校园网设计的交换式集线器；Intel
Express 10 Switch+是为优化现有10Mbps的性能设计的网段交换机；
Intel Express 10 Switch是为优化现有10Mbps的性能设计的桌面台式交换机
。Intel公司的产品的性能和可靠性较高，当前他们也正在进行ATM网络产品的开发。
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