計算機網路中，交換概念的提出是對傳統共享工作模式的改進。如集線器（hub）是一種物理層共享裝置，hub本身不能識別資料報的目的位址，當集線器接收到資料報時，它以廣播的方式播送到各個埠，由每一台主機通過驗證資料報的目的位址來決定是否接收。
交換機（switch）是一種資料鏈路層裝置，它的內部程式可以檢查收到的資料報的目的位址，並從記憶體中的mac位址表中查得目的裝置所在的埠，通過內部交換機構迅速將資料報傳送到目的埠。只有當目的mac不存在時，才將資料廣播到所有埠。
一、mac位址表
、交換機的**過程
交換機收到乙個資料幀時，查mac位址表，如果目的端與源端不在乙個埠上，則把幀從目的埠**出去；如果目的端與源端在同一埠，說明該幀無需**，則丟棄該幀。
如a主機向d主機傳送資料，當資料幀到達交換機時，它在mac位址表中查詢主機d的mac位址，發現它所在埠號為2，而資料**的埠號為1，則交換機將資料幀從埠2**出去。再如a主機向b主機傳送資料，交換機檢視mac位址表後發現源和目的在同一埠上，說明該幀已經通過其它路徑到達了b主機，不需**，故此丟棄該幀。
2、mac位址表的構建過程
mac位址表存放在交換機的記憶體之中，在最初時，它完全是空的，交換機是通過自學習過程在工作中自動構建mac位址表的，這個過程無需人工干預。
每當交換機收到乙個資料幀時，先在mac位址表中查詢源位址，如果沒有找到，則把它及所在的埠記錄在mac位址表中。再查詢目的位址，如果有，則**或丟棄，如果沒有，則廣播到所有埠。
這樣，交換機在工作過程中就把mac位址表逐漸建立起來了。只要乙個工作站傳送過資料，它所對應的埠就會被記錄下來，供今後**時使用。
3、mac位址表的維護
mac位址表的維護也由交換機自動進行。交換機會定期掃瞄mac位址表，發現在一定時間內（預設為300秒）沒有出現的mac位址，就把它從mac位址表中刪除。這樣即便發生了工作站的移動、拆除等問題，交換機始終能把握網路最新的拓撲結構。
4、mac位址表的容量
mac位址表的容量用可儲存的mac位址數表示，是交換機的一項引數。一般的交換機可儲存1024個以上的mac位址，這對於一般網路就夠用了，如果網路規模很大，選購交換機時應注意一下它可儲存的mac位址數。
圖4
① a向d傳送幀；② c向d傳送幀；③ d向f傳送幀；④ a向b傳送幀。
解：① a向d傳送幀：在mac位址表中查詢a的mac位址，沒有找到，把a的mac位址與所在埠號1新增到mac位址表中；在mac位址表中查詢d的mac位址，找到埠號為2，與源埠不同，則從埠2**資料。
② c向d傳送幀：在mac位址表中查詢c的mac位址，沒有找到，把c的mac位址與所在埠號2新增到mac位址表中；在mac位址表中查詢d的mac位址，找到埠號為2，與源埠相同，則丟棄資料報。
二、交換機的交換方式
交換機通常有3種交換方式。
1、直通式（cut through）：
當輸入埠檢測到乙個資料報時，就檢查該包的包頭，根據包內的目的位址把資料報直通到相應埠。
優點：這種方式不需要等資料報接收完就開始**，交換速度快，延遲非常小。
缺點：不提供錯誤檢測服務，有可能將出錯的資料報**出去。也不提供快取，不能將速率不同的埠直接接通，而且容易丟包。
2、儲存**式（store & forward）：
這種方式先將資料報完整的接收下來，經過crc檢查，如果資料報沒有錯誤，再根據位址進行**。
優點：提供錯誤檢測服務，改善了網路效能。支援速度不同的埠的**服務，可以保證高速埠與低速埠間協同工作。
缺點：傳輸延時較大，而且需要較大的快取容量。
3、碎片隔離式（fragment free）：
它檢查資料報的長度是否夠64個位元組，若小於64位元組，說明是廢包，進行丟棄，若大於64位元組，則傳送該包。
這種方式可保證碰撞碎片不在網路中傳播，提高了網路效率，它的資料處理速度介於直通式和儲存**式之間。多用於低端交換機產品。
低端交換機產品一般只具有一種交換方式，有些高階交換機產品具有兩種交換方式，並且可以根據網路環境自動選擇交換方式。
三、交換機的工作模式
1、半雙工模式（half duplex）：
在乙個埠上，同一時刻只能傳送資料或接收資料。也即傳送和接收不能同時進行。
2、全雙工模式（full duplex）：
在乙個埠上，同一時刻可同時進行資料的傳送和接收。
交換機與裝置之間一般是用雙絞線或光纖進行連線的；雙絞線一般有8根線芯，2根用於傳送資料，2根用於接收資料；光纖一般也是採用多芯光纖，有的用於傳送，有的用於接收。所以，從理論上講網路具有全雙工傳送的能力。但在共享式網路中，傳送資料時，主機還必須監聽碰撞訊號，所以共享式網路只能工作在半雙工模式；而交換式網路採用點對點的通訊，不需要再監聽碰撞訊號，所以才能工作於全雙工模式，如圖6所示。全雙工模式相當於將網路頻寬提高了一倍。
以前的老式對講機和hub集線器採用的都是半雙工模式，現在已經逐步的淡化出市場。
名詞解釋：共享式網路不僅不過路由器，還不經過交換機，連線各裝置的只是集線器（hub).所有機器共享頻寬，處在乙個廣播風暴中。
交換式網路是指通過網路層的路由器（可以連線不同協議的wan),設定不同的網路ip段，每個ip段通過資料鏈路層的交換機，連線到客戶端的所有機器。(交換機內的機器式獨享頻寬）。
hub:集線器 switch：交換機 runter:路由器
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