交换机意为“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。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。“交换机”是一个舶来词,源自英文“Switch”,原意是“开关”,中国技术界在引入这个词汇时,翻译为“交换”。在英文中,动词“交换”和名词“交换机”是同一个词(注意这里的“交换”特指电信技术中的信号交换,与物品交换不是同一个概念)。
随着计算机及其互联技术(也即通常所谓的“网络技术”)的迅速发展,以太网成为了迄今为止普及率很高的短距离二层计算机网络。而以太网的重要部件就是以太网交换机。不论是人工交换还是程控交换,都是为了传输语音信号,是需要独占线路的“电路交换”。以太网交换机厂商根据市场需求,推出了三层甚至四层交换机。其重要功能仍是二层的以太网数据包交换,只是带有了一定的处理IP层甚至更高层数据包的能力。
三层交换机的工作过程,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。