以太网中的交换机(Switch)是一种基于MAC地址(网卡的硬件标志)识别，能够在通信系统中完成信息交换功能的设备。其工作原理可以简单地描述为“存储转发”四个字，比如有两台计算机(A和B)通过交换机来连接，如果A要向B传输数据，交换机首先可以将连接到A端口发送的信息先储存下来，然后查找交换机内的MAC地址列表，每一个MAC地址对应一台计算机，找到后会与B之间架起一条临时的专用数据通道，并将数据发送到B中。因为交换机支持“全双工”模式，所以B在接收A发送数据的同时，还可以向A或其他的计算机发送数据。如果在MAC地址中没有B的地址信息，那么交换机可以通过“MAC地址学习”功能（ARP）将连接到自身的B计算机MAC地址记住，形成一个节点与MAC地址的对应表。
交换方式:是指交换机传输数据的方式，比如主流的交换方式就是存储转发(Store and Forward)，该方式是交换机在接收数据包完全后再转发。另外，还有直通交换方式(Cut Through)，该交换机方式是在交换机收到整个数据包之前就已经开始转发数据。
包转发率:是指交换机转发数据包的速度，单位一般为pps(包每秒)，一般交换机的包转发率在几十kpps到上千kpps不等，包转发率越大网速越快。全双工与半双工以及端口不同传输速率的包转发率都是不同的。
背板带宽:是指交换机接口处理器和数据总线之间所能吞吐的最大数据量，背板带宽越宽越好，它是衡量交换机数据处理能力的关键指标之一。目前，一般5口和8口桌面交换机的背板带宽在1Gbps～3.2Gbps之间，专业交换机的背板带宽更高，比如cisco千兆交换机背板带宽可以达到32Gbps。
VLAN:全称Virtual Local Area Network(虚拟局域网)，通过交换机的VLAN功能可以将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段(或者说是更小的局域网)，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。通过VLAN还可以防止局域网产生广播效应，加强网段之间的管理和安全性。
堆叠:是指通过专用的连接电缆将两台或多台交换机相互连接起来，比如要连接两台交换机，可以从一台堆叠交换机的UP堆叠端口直接连接到另一台堆叠交换机的DOWN堆叠端口，以实现单台交换机端口数的扩充.
什么是交换机的背板带宽
交换机的背板带宽，是交换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。背板带宽标志了交换机总的数据交换能力，单位为Gbps，也叫交换带宽，一般的交换机的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高。
一般来讲，计算方法如下:
1）线速的背板带宽B8^2W
考察交换机上所有端口能提供的总带宽。计算公式为端口数*相应端口速率*2（全双工模式）如果总带宽≤标称背板带宽，那么在背板带宽上是线速的。
2）第二层包转发线速
第二层包转发率=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法，如果这个速率能≤标称二层包转发速率，那么交换机在做第二层交换的时候可以做到线速。
3）第三层包转发线速
第三层包转发率=千兆端口数量×1.488Mpps+百兆端口数量*0.1488Mpps+其余类型端口数*相应计算方法，如果这个速率能≤标称三层包转发速率，那么交换机在做第三层交换的时候可以做到线速。
那么，1.488Mpps是怎么得到的呢?
包转发线速的衡量标准是以单位时间内发送64byte的数据包（最小包）的个数作为计算基准的。对于千兆以太网来说，计算方法如下：1，000，000，000bps/8bit/（64＋8＋12）byte=1,488,095pps 说明：当以太网帧为64byte时，需考虑8byte的帧头和12byte的帧间隙的固定开销。故:
一个线速的千兆以太网端口在转发64byte包时的包转发率为1.488Mpps。
快速以太网的线速端口包转发率正好为千兆以太网的十分之一，为148.8kpps。
对于万兆以太网，一个线速端口的包转发率为14.88Mpps。
对于千兆以太网，一个线速端口的包转发率为1.488Mpps;
对于快速以太网，一个线速端口的包转发率为0.1488Mpps。
对于OC－12的POS端口，一个线速端口的包转发率为1.17Mpps。
对于OC－48的POS端口，一个线速端口的包转发率为468MppS。
所以说，如果能满足上面三个条件，那么我们就说这款交换机真正做到了线性无阻塞.
背板带宽资源的利用率与交换机的内部结构息息相关。目前交换机的内部结构主要有以下几种：一是共享内存结构，这种结构依赖中心交换引擎来提供全端口的高性能连接，由核心引擎检查每个输入包以决定路由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用，尤其是随着交换机端口的增加，中央内存的价格会很高，因而交换机内核成为性能实现的瓶颈；二是交叉总线结构，它可在端口间建立直接的点对点连接，这对于单点传输性能很好，但不适合多点传输；三是混合交叉总线结构，这是一种混合交叉总线实现方式，它的设计思路是，将一体的交叉总线矩阵划分成小的交叉矩阵，中间通过一条高性能的总线连接。其优点是减少了交叉总线数，降低了成本，减少了总线争用；但连接交叉矩阵的总线成为新的性能瓶颈.
提示:在选购交换机的时候，主要注意交换机支持的标准和协议、端口、传输介质、交换方式、包转发率、背板带宽等，对于企业级的交换机，还需要注意是否支持VLAN以及堆叠等功能。
