交换机工作在OSI七层模型的数据链路层，负责将数据包根据MAC地址智能转发。内部有背部总线和交换矩阵，以及控制电路，通过学习MAC地址和端口对应关系，交换机能快速将数据包发送到正确的目的地。当交换机收到未知目的地的数据包时，会广播给所有端口，接收回应后更新MAC地址表，实现更有效的单播转发。MAC地址表是交换机内部数据库，记录了MAC地址与接口编号的对应关系。交换机之间还能互相学习MAC地址，实现跨交换机的数据转发。
非网管交换机是傻瓜型设备，简单易用，适合需要即插即用且设备密集的环境。它可以识别MAC地址进行数据转发，价格较低。网管交换机则支持网络管理，可通过多种方式（串口、Web、网管软件）进行配置和监控，具备VLAN划分等功能，确保网络资源良好运作，适合对网络资源管理要求高的场景。
以下是一段概括性摘要： 本文主要介绍了交换机综合设计实验的两个部分。第一部分内容是配置多台交换机上的VLAN，目的是深入理解VLAN的配置。第二部分内容是根据实际需求配置多台交换机上的VLAN，目的是在保持网络拓扑结构及工作站物理连接不变的情况下，实现限制接收广播信息的工作站数量。实验环境包括三台交换机和四台主机，以及分布在三个楼层中的10个工作站，通过将节点划分为三个工作组来实现上述要求。
以太网交换机市场正从百兆向千兆转型，第三层交换机成为关键，它结合了第二层和第三层路由器的优点，提供灵活的解决方案。市场对安全性能要求提升，VPN技术和安全认证技术广泛应用。第三层交换机分为接口层、交换层和路由层，可编程ASIC、分布式流水线、动态可扩展内存、先进的队列机制等技术实现，提供高性能数据处理和网络管理。同时，自动流量分类、智能许可权控制、动态流量监督等技术支持网络的高效运行，并保证网络元素的稳定性能。
网络普及下，交换机需求增长。交换机分为网管型和非网管型。非网管型交换机便捷，即插即用，无管理功能，适合PC设备密集的环境。网管型交换机具备网络管理功能，可通过串口、Web或网管软件管理，支持SNMP协议，能配置数据地址、端口等，划分VLAN，支持链路聚合、端口镜像、DHCP、访问控制等，能提供数据过滤、VLAN划分、安全性能等优势。
我们在配置交换机时，首先需要了解交换机的命令模式。Cisco IOS提供了用户EXEC模式和特权EXEC模式两种基本的命令执行级别，同时还提供了全局配置、接口配置、Line配置和vlan数据库配置等多种级别的配置模式，以允许用户对交换机的资源进行配置和管理。用户通过交换机的控制台端口或Telnet会话连接并登录到交换机时，所处的命令执行模式就是用户EXEC模式。在用户EXEC模式下，只执行有限的一组命令，这些命令通常用于查看显示系统信息、改变终端设置和执行一些最基本的测试命令，如ping、traceroute等。
网络交换机按照网络层次分为一层、二层和三层，分别提供不同的功能和性能。一层交换机仅通过MAC地址进行端口转发，适合简单网络环境。二层交换机支持MAC地址和VLAN标识进行数据转发，提高数据传输速度，适用于企业局域网。三层交换机不仅能转发MAC地址，还能转发IP地址，支持高级功能，适用于连接大型企业网络设备。网络交换机的功能包括转发数据包、过滤数据包和学习MAC地址，以提升网络性能和速度。
网络交换机是连接多台计算机和服务器的重要设备，可以分为KVM、托管、非托管、智能和PoE等类型，各有不同的功能和用途。文章还介绍了2022年度的优秀网络交换机厂商，包括瞻博网络、HPE Aruba、思科、Arista、英伟达和华为等。这些厂商提供的交换机产品具有高密度、高性能、可扩展性和智能化等特点，广泛应用于数据中心、园区和分支机构网络。同时，这些交换机还支持自动化、云网络管理平台和智能分析平台等功能，为用户提供更好的网络体验和管理效率。
堆叠技术是在以太网交换机上扩展端口使用的技术，分为菊花链模式和星型模式。菊花链式堆叠基于级联结构，通过相对高速的端口串接和软件支持实现多交换机的层叠结构。星型堆叠技术则提供更高效率的转发速率，通过独立的或集成的高速交换中心（堆叠中心）实现数据传输，并支持统一的管理模式。两种模式各有优缺点，适用于不同的网络环境。
国产交换机、军用交换机与普通交换机在性能上并无显著差异，主要区别在于元器件选取、网络通讯安全以及环境适应性。国产交换机要求所有元器件100%为中国生产，军用交换机则需满足极端环境下的正常工作，具有防尘防水特性，适应恶劣环境。它们均采用存储转换交换方式，提高以太网通信速度，并内置智能报警设计，监控网络运行状况，确保网络稳定。交换机作为局域网的主要连接设备，在改善网络性能、减少数据流量方面发挥重要作用。
汇聚交换机和核心交换机是网络中两种不同角色的交换机设备。汇聚交换机部署在网络边缘，主要连接用户设备和核心交换机，承担访问控制、VLAN隔离、流量控制等功能。核心交换机是网络中央节点，连接汇聚交换机或其它核心交换机，提供数据转发和多种网络服务，具有高容量、高带宽和快速转发的特点。它们在性能、容量、构建、布局、功能和特点、适用场景等方面存在差异。汇聚交换机适用于局域网和中小型企业网络的接入层，连接用户设备和核心交换机；核心交换机适用于大型企业、数据中心、校园网等需要处理大量数据流量和连接大量设备的网络环境。
工业交换机，即工业以太网交换机，专为工业控制领域设计，具有电信级性能，能耐受严苛工作环境。它采用宽温设计、高防护等级，支持冗余协议，适应多种工业需求。与普通交换机相比，工业交换机外观多样，有防水、防尘、抗震、抗电磁干扰等特性，可靠性要求高。在功能上，工业交换机采用存储转换交换方式，提高通信速度并内置智能报警设计。性能上，工业交换机在温度、防护等级、电压、电磁干扰等方面均有更高要求。
交换机有多种连接方式，包括级联、堆叠、集群和Trunk链路。级联通过普通端口或Uplink端口连接交换机，用于小型网络环境或扩展网络覆盖范围。堆叠将多台交换机组合成一个逻辑单元，提供更高的带宽和灵活的管理。集群技术基于软件实现，简化了网络管理，降低管理成本。Trunk链路用于传输多个VLAN的数据。交换机连接流程包括物理连接、网络配置和网络优化与维护。在进行配置前，注意备份交换机的当前配置，并关注网络拓扑设计，避免环路。
本文介绍了交换机的基本配置方法，包括以太网交换机基础、交换机配置方式、实验内容和目的等。首先，以太网交换机通过减少冲突域类的主机数量来解决共享以太网的问题，并具备MAC地址表的功能。交换机配置方式有本地Console口配置、Telnet远程配置等多种方式，其中Console口配置和Telnet远程配置最为常用。实验内容主要包括掌握交换机几种常用配置方法。实验环境采用华为3Com Quidway三层交换机，通过标准Console线缆和网线连接交换机和PC机。实验步骤包括Console配置和Telnet配置。本文还简要介绍了主机与交换机之间通过Telnet建立连接时采用的端口类型和双绞线类型。最后，通过观察交换机型号和了解二层交换机与三层交换机的区别以及二层交换机与集线器的区别，进一步深入理解交换机配置方法。
交换机是监控网络传输的核心设备，选择合适的交换机需要考虑多个技术参数，如端口速率、端口类型、MAC地址表深度、转发延迟、缓存大小、VLAN等。例如，在选择千兆还是百兆交换机时，应根据摄像头数量和码流大小进行计算，通常情况下，如果上联端口转发数据量大于70M，就选择千兆端口。核心交换机作为网络的数据转发中心，需要保证各个端口转发没有瓶颈，对于大型或超大型监控网络，建议使用三层交换机。PoE交换机通过网线进行供电和数据传输，选择时需要考虑单端口功率、整机最大供电功率和供电类型。光纤交换机适用于远距离点位监控，选择时要注意端口速率、光纤类型、双纤or单纤等事项。
网络交换机参数包括可管理性、端口数、转发速度、标准和协议、VLAN支持、QoS支持和电源功率等。交换机可进行基本配置，如连接电源和网络线、连接终端设备、登录交换机、配置IP地址和子网掩码、配置交换机的名称、配置端口速度和带宽、配置VLAN和配置QoS等。使用全千兆以太网交换机可提高家庭或公司内部网络的传输速度和数据传输效率。
工业交换机是用于工业自动化领域的网络设备，可在恶劣环境下连接多个设备进行数据交换。根据网络协议、端口数、工作环境、转发方式和功能进行分类。产品具有电信级性能，耐严苛环境，支持多种标准和行业规范。提供丰富的端口类型和链接方式，具有高速通信、高可靠性、坚固耐用等特点，支持远程管理和自诊断，方便维护。
核心交换机与普通交换机在网络中扮演着不同的角色。核心交换机作为网络主干，拥有更高的速度和处理能力，连接整个网络的各个子网和节点，并支持大量设备和高带宽需求。普通交换机则位于局域网边缘，用于连接终端设备和局域网内的设备。核心交换机通常具备更多的端口和更高的端口容量，支持更高的吞吐量和更低的延迟，以及多种网络协议和功能，如路由、VLAN和负载均衡。同时，核心交换机提供高级安全功能，如ACL、VPN和防火墙。相比之下，普通交换机通常提供基本交换功能，不支持复杂路由和其他高级功能，价格也更经济实惠，适合小型网络或预算有限的用户。
工业交换机与商用交换机在数据链路层、网络层、协议层等方面并无本质区别。但在工业领域，工业交换机具有更强的适应性和可靠性。它的功能实用，能解决通信实时性、网络安全性等问题，并采用防水、抗振动等措施。外观上，工业交换机一般采用金属外壳，无风扇散热模式；使用环境能力方面，其适应温度范围广，防尘、防湿能力强；使用寿命更长，可达10年以上。在电压和工作模式上，工业交换机也比普通交换机更具多样性。总的来说，工业交换机是工业网络中不可或缺的重要组成部分。
