交换机（Switch）意为“开关”是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。交换（switching）是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法，把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术的统称。交换机根据工作位置的不同，可以分为广域网交换机和局域网交换机。广域的交换机（switch）就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它应用在数据链路层。交换机有多个端口，每个端口都具有桥接功能，可以连接一个局域网或一台高性能服务器或工作站。实际上，交换机有时被称为多端口网桥。

二层交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表。在今后的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。交换技术是在OSI 七层网络模型中的第二层，即数据链路层进行操作的，因此交换机对数据包的转发是创建在MAC (Media Access Control) 地址--物理地址基础之上的，对于IP 网络协议来说，它是透明的，即交换机在转发数据包时，不知道也无须知道信源机和信宿机的IP 地址，只需知其物理地址即MAC 地址。交换机在操作过程当中会不断的收集资料去创建它本身的一个地址表，这个表相当简单，它说明了某个MAC 地址是在哪个端口上被发现的，所以当交换机收到一个TCP/IP 数据包时，它便会看一下该数据包的目的MAC 地址，核对一下自己的地址表以确认应该从哪个端口把数据包发出去。由于这个过程比较简单，加上这功能由一崭新硬件进行——ASIC (Application Specific Integrated Circuit) ，因此速度相当快，一般只需几十微秒，交换机便可决定一个IP 数据包该往那里送。值得一提的是：万一交换机收到一个不认识的数据包，就是说如果目的地MAC 地址不能在地址表中找到时，交换机会把IP 数据包"扩散"出去，即把它从每一个端口中提交去，就如交换机在处理一个收到的广播数据包时一样。二层交换机的弱点正是它处理广播数据包的手法不太有效，比方说，当一个交换机收到一个从TCP/IP 工作站上发出来的广播数据包时，他便会把该数据包传到所有其他端口去，哪怕有些端口上连的是IPX 或DECnet 工作站。这样一来，非TCP/IP 节点的带宽便会受到负面的影响，就算同样的TCP/IP 节点，如果他们的子网跟发送那个广播数据包的工作站的子网相同，那么他们也会无原无故地收到一些与他们毫不相干的网络广播，整个网络的效率因此会大打折扣。从90 年代开始，出现了局域网交换设备。从网络交换产品的形态来看，交换产品大致有三种：端口交换、帧交换和信元交换。

端口交换技术最早出现于插槽式集线器中。这类集线器的背板通常划分有多个以太网段（每个网段为一个广播域）、各网段通过网桥或路由器相连。以太网模块插入后通常被分配到某个背板网段上，端口交换适用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配。这样网管人员可根据网络的负载情况，将用户在不同网段之间进行分配。这种交换技术是基于OSI第一层（物理层）上完成的，它并没有改变共享传输介质的特点，因此并不是真正意义上的交换。

帧交换是当前应用的最广的局域网交换技术，它通过对传统传输介质进行分段，提供并行传送的机制，减少了网络的碰撞冲突域，从而获得较高的带宽。不同厂商产品实现帧交换的技术均有差异，但对网络帧的处理方式一般有：存储转发式和直通式两种。存储转发式 (Store-and-Forward) ：当一个数据包以这种技术进入一个交换机时，交换机将读取足够的信息，以便不仅能决定哪个端口将被用来发送该数据包，而且还能决定是否发送该数据包。这样就能有效地排除了那些有缺陷的网络段。虽然这种方式不及使用直通式产品的交换速度，但是它们却能排除由破坏的数据包所引起的经常性的有害后果。直通式 (Cut-Through) ：当一个数据包使用这种技术进入一个交换机时，它的地址将被读取。然后不管该数据包是否为错误的格式，它都将被发送。由于数据包只有开头几个字节被读取，所以这种方法提供了较多的交换次数。然而所有的数据包即使是那些可能已被破坏的都将被发送。直到接收站才能测出这些被破坏的包，并要求发送方重发。但是如果网络接口卡失效，或电缆存在缺陷；或有一个能引起数据包遭破坏的外部信号源，则出错将十分频繁。随着技术的发展，直通式交换将逐步被淘汰。在“直通式”交换方式中，交换机只读出网络帧的前几个字节，便将网络帧传到相应的端口上，虽然交换速度很快，但缺乏对网络帧的高级控制，无智能性和安全性可言，同时也无法支持具有不同速率端口的交换；而“存储转发”交换方式则通过对网络帧的读取进行验错和控制。

信元交换的基本思想是采用固定长度的信元进行交换，这样就可以用硬件实现交换，从而大大提高交换速度，尤其适合语音、视频等多媒体信号的有效传输。当前，信元交换的实际应用标准是ATM （异步传输模式），但是ATM 设备的造价较为昂贵，在局域网中的应用已经逐步被以太网的帧交换技术所取代。

交换机或交换器可以指：

• 电话交换机，用于连接电话并提供基于电话的各种业务。交换机由语音承载部分、控制部分、管理部分和计费部分组成

• 用户交换机，专为特定的企业或机关等服务的电话交换机

• 网络交换机，用于连接计算机等网络设备，目前最常用的是以太网交换机

• 换热器，用于使热量从热流体传递到冷流体的装置

• PCIe交换机，PCIe SAN 高速的存储共享网络（SAN）

简单介绍san交换机的相关内容，以下是文章的详细内容，有兴趣的读者不妨看看此篇文章，希望能为各位读者带来些许的收获。 　采用一个san交换机是一个不错的开始。这种交换机成本相对较低，而且有多个端口满足各种规模的企业机构需求。而且这种交换机还可以彼此连接，应对企业机构的扩展。 　然而一些数据中心遇到这样一个问题，基于交换机的架构变得越来越难以管理和维护。这时候it存储管理员可能需要的不仅仅是交换机，他们还需要关于选择一个存储中枢的建议。 　与其他很多“入门级”架构块不同的是，san交换机可以扩展满足很多企业机构在很多情况下和长时间内的存储传输需求，存储管理员可能没有其他任何顾虑了。这是因为，交换机本身速度很快，能够彼此互连的特点进一步提供了可扩展性和冗余性。 　但是san交换机中却有很多门道，主要集中在将一个协议从服务器迁移到存储和后端。如果需要其他像通过san扩展连接wan、通过ficon连接大型主机的功能或者fcoe等协议的话，就需要另外添加一个网关设备来作为桥接。 　虽然通过添加少量网关设备来实现特定连接或者对话通常是可管理的，但是就长远来说，随着环境中专有设备的数量不断增加，管理所有这些独立设备将带来重重困难。 　除了缺乏连接性和协议灵活性之外，这种交换机还存在着可扩展性的问题。虽然这种交换机能够通过isl实现互连，但是每个isl连接要占用可能是为服务器准备的端口。这意味着一个架构内可以支持的交换机数量是有限的。因此，存储管理员开始考虑交换机之外、能够让环境持续扩展的选择。 　第一个选择是多端口的交换机，32个端口、64个端口以及更高容量都是很常见的。这种交换机减少了环境中所需交换机的总量以及需要的isl连接数量。 　这种交换机可能需要用户先将交换机迁移到一个存储中枢中，如果未来几年增长的幅度较小或者预算压力需要过渡性措施的话，这是一个可靠的选择。但即使在典型的it增长下，这种大型交换机最终也会面临同样的isl匮乏问题。因为每个交换机都要有冗余的供电源，所以与小型交换机相比这种大型交换机也存在空间和能耗问题。 　除了这种交换机以外，还有导向器级和主干级交换机基础架构。在大多数情况下，主干级存储互连设备通过提供非常高的端口密度消除了isl难题。 　中端主干交换机可以支持192个存储端口，企业级设备可以支持384个端口。如果所有或者大多数存储互连性都集中在一个主干产品中的话，那么在你做选择的时候，这个主干产品的原始速度就是一个很重要的因素。例如，博科的dcx可以支持384个8gb光纤通道端口。 　主干交换机是基于高可用性机架搭建的，支持多电源和风扇。机架中插入刀片，专门用于存储互连或者通过wan的san扩展。brocade dcx backbone产品是通过一种无源背板来实现互连的。这个背板上没有电子元件，专门是针对互连设计的。厂商不同，刀片的数量和刀片的类型也不同，但是一般来说这种机架支持8个用于存储互连的刀片或者其他专门用途的刀片。 　除了用于存储互连的刀片之外，一般还有通过交换机处理重负荷传输的刀片。有了这些功能，这种基于刀片的机架在技术升级时是可升级的 　除了消除或者缓解交换机互连问题之外，主干基础架构设备还提供了更高的灵活性，它有可替换的交换机处理内核和刀片本身(最常见的是用于连接存储设备的刀片)。这些光纤通道刀片的速度通常在4gb～8gb之间，密度在16～48端口之间。 　环境中每个刀片的端口密度取决于环境的i/o需求。如果机架中只安装了48端口的刀片，那么在所有连接设备同时发出存储i/o请求的情况下，刀片本身和机架可能是订购过量了。 　如果发生这种情况的话，主干中就会出现性能瓶颈。在大多数环境中很少会出现所有设备同时需要存储i/o的情况，然而，为了以防万一，应该选择极高性能和低端口数量的刀片来确保合理的服务等级。 　主干基础架构的价值之一是，它在环境规模增加或者存储互连技术升级的同时提供了灵活性。一般来说，大多数环境需要预留主干基础架构扩展的空间。 　增加端口数量和插入更多刀片一样简单。这样就不会有大量的isl连接需要重新映射或者验证是否安装正确。 　技术可升级性是一个被广泛接受的事实，实际上这也是一个优点。主干交换机的用户体会到了这一点，他们可以在同一个机架内支持4gb和8gb刀片，并在其间进行升级。现在高速的光纤通道协议也问世了，而且，采用这种技术也像接入一个新刀片一样简单。 　除了速度升级之外，也可以以相同的方式采用新协议。例如，博科已经交付了一种可实现列末fcoe连接性的fcoe刀片。 　主干基础架构需要提供的不仅仅是存储连接，它还需要具备新功能，例如用于高速光纤通道连接的刀片、用于san扩展(fcip)的刀片以及存储加密。 　最后，人们对刀片本身集成存储应用也越来越感兴趣，这可以实现基于基础架构的复制或者存储虚拟化。应用刀片理念让存储应用更加接近存储传输应该提升性能和可靠性的层面。 　服务器虚拟化给数据中心带来了整合的实际好处。可交付的fcoe实际上也是关于基础架构的整合。存储主干是一个自然而然的发展阶段，它的目标是整合san交换机环境，为企业提供更高的灵活性。