最初的交换机（Switch）是用来替代集线器并解决局域网传输拥塞问题的。随着技术的不断发展，交换机已赋有更多的优良性能。

交换机和集线器在外形上非常相似，而且都遵循IEEE 802.3及其扩展标准，介质（传输媒体）存取方式也均为CSMA/CD，但是它们之间在工作原理上有着根本的区别。

Hub集线器构建的网络称之为共享式网络，是一种共享介质（传输媒体）的网络设备。Hub本身不能识别目的地址，只能采用广播（Broadcast）方式向所有结点发送。在同一时刻只能有两个端口（接收数据的端口和发送数据的端口）进行半双工通信，所有端口共享总带宽。

交换机具有“共享”（Share）和“交换”（Switch）两种功能，交换机构建的网络称之为交换式网络，每一端口都是独享交换机的一部分总带宽，这样在速率上对于每个端口来说有了根本的保障。所有端口都能够同时进行全双工通信，在全双工模式下能够提供双倍的传输速率。可以在同一时刻进行多个结点对之间的数据传输，每一结点都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有固定的一部分带宽，无需同其他设备竞争使用。

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MAC地址（网卡的硬件地址）对照表以确定目的MAC的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵直接将数据包迅速传送到目的结点，而不是所有结点；目的MAC若不存在，才广播到所有的端口。可以明显地看出一方面效率高，不会浪费网络资源，只是对目的地址发送数据，一般来说不易产生网络堵塞；另一个方面数据传输安全，因为它不是对所有结点都同时发送，发送数据时其他结点很难侦听到所发送的信息。这也是交换机为什么会很快取代集线器的重要原因之一。

交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。一些高档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，甚至有的还具有路由和防火墙的功能。

交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络（如以太网和快速以太网）之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI（光纤分布式数据接口）等高速连接端口，用于连接网络中的其他交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。(www.daowen.com)

一般来说，交换机的每个端口都用来连接一个独立的网段，但是有时为了提供更快的接入速度，我们可以把一些重要的网络计算机直接连接到交换机的端口上。这样，网络的关键服务器和重要用户就拥有更快的接入速度，支持更大的信息流量。

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。它属于OSI模型的数据链路层（第2层），并且能够解析出媒体访问控制（MAC）的地址信息，所有端口都共享同一指定的带宽，交换机的每一个端口都扮演了一个网桥的角色，连接到交换机上的设备都可享有它们自己的独立通道。因此，现在已经很难再把集线器、交换机、路由器和网桥相互之间的界限分得很清楚了。

交换机凭以太网各结点上的网卡（NIC）的物理地址（俗称“MAC地址”）能够自动“认识”与自己连接的每一台计算机。交换机还具有MAC地址学习功能，它会把与自己连接的计算机的MAC地址记住，形成每个结点与MAC地址的对应表。凭这样一张表，它就不必再进行广播式发送了。从一个结点端口发过来的数据，其中会含有目的地的MAC地址，交换机在保存在自己缓存中的MAC地址表里寻找与这个数据包中包含的目的MAC地址对应的结点，找到以后，便在这两个结点间架起了一条临时性的专用数据传输通道，这两个结点便可以不受干扰地进行通信了。通常一台交换机都具有1024个MAC地址记忆空间，都能满足实际需求。一台计算机打开电源后，安装在该系统中的网卡会定期发出空闲包或信号，交换机即可据此得知它的存在以及其MAC地址，这就是所谓自动地址学习。交换机使用的时间越长，学到的MAC地址就越多，未知的MAC地址就越少，因而广播的包就越少，速度就越快。由于交换机中的内存毕竟有限，为节省内存空间，它还有一种“吐故纳新”功能：若某MAC地址在一定时间内（默认为300s）不再出现，那么，交换机将自动把该MAC地址从地址表中清除。当下一次该MAC地址重新出现时，将会被当作新地址处理。

从上面的分析来看，交换机所进行的数据传递是有明确方向的，而不是无目标地乱传递。由于交换机可以进行全双工传输，所以交换机可以同时在多对结点之间建立临时专用通道，形成了立体交叉的数据传输通道结构。

目前最快的以太网交换机端口带宽可达到10Gbit/s，千兆（G位）级的交换机在各企业骨干网络中早已得到广泛应用。