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早期的以太网是以CSMA/CD广播机制传输的，这种基于冲突检测的机制随着用户端口的增多，所有的工作站都挂在一个端口上，多台主机准备同时发送数据时，就会造成很严重的冲突。以太网采用的CSMA/CD技术，将通信中因为冲突而产生的浪费缩减到最小, 但也影响了网络高负荷时的传输效率[2]。26389
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后来较好的解决办法是将局域网分成很多的网段，然后通过网桥将这些网段连接起来，从而就使得冲突域变小，增大了局域网的吞吐量。以太网交换机就是在这种思想下进一步发展而来[3]。它具有一条很高带宽的背部总线，每个端口都可以看做是一个冲突域，所有端口都挂接在这条总线上，端口在需要进行信息交换时，交换机内部的处理器会很快地查找目的端口的MAC地址，若目的MAC地址不存在则会广播到所有端口，等到接收端口回应后，学习并生成到MAC地址表中。然后通过内部的数据交换模块处理后完成数据包的转发。最后，使得数据帧直接从源地址发送到目的地址，避免了共享网络中的冲突。论文网
此外，交换机在同一时刻还可进行多个端口对之间的数据交互。每一端口都可视为独立的网段，享有单独的传输通道，连接在其上的网络设备享有全部的带宽，无须同其他设备进行冲突后的竞争[4]。
以太网交换机的发展趋势
以太网交换机的发展伴随着以太网的传输速率的不断提高。第一个以太网标准规定的速率是10Mb/s,大大的满足了当时人们的需要,然而由于技术的制约,普通的桌面计算机10年之后才能以该速率进行快速的数据传输。但是这时候,服务器和主干网却也有了更大通讯速率的需求。1995年,百兆快速以太网推出,得到了迅速的普及。随着桌面计算机性能的提升,服务器和主干网的速率也需要进一步的提高。如今高速多媒体通信的需求要求以太网以更高的速率传输，而交换机也在这种契机下，不断更新换代，提升自己的性能。
近几年来，高密度端口的千兆、万兆交换机逐渐成为人们的话题，三层交换机的出现更为引人关注。此外，Cisco公司、Juniper公司、charlotte等公司都提出了自己的大容量路由器研制计划[5]。国内在研制高端交换机方面起步较晚，但进步较快，国内目前涌现了一批科研院所及高科技公司，如国家数字交换系统工程技术中心（NDSC）、华为、中兴通讯公司、国防科技大学等等，在高端交换机的研制方面做出了喜人的成绩，共同攻克硬件包括交换背板和高速接口等核心技术，取得可跨越式群体突破[6]。交换机发展趋势主要表现在以下几个方面：
(1) 速度越来越快。速度是交换机发展的目的，也是交换机发展的一个动力。以太网通信速率已从最初的10Mbps增加至如今的40Gbps[7]，千兆交换机和万兆交换机越来越多地被企业和单位所应用。
(2) 端口密度越来越大。当今企业的以太网端口数量大幅度地增长，同时伴随着物联网技术与云技术的兴起与发展，人们对端口数量和速度的需求将更加迫切。
(3) 安全性能越来越好。伴随着以太网交换机的迅速普及，它的安全问题也日益受到相关重视，目前主要的安全问题受到以下问题的干扰：广播风暴攻击、 数据对网络进行攻击、海量MAC地址攻击、MAC欺骗攻击、ARP欺骗攻击和环路攻击。
(4) 越来越多地发展为三层交换机。过去，交换机一直被看作基于局域网技术的工作在OSI二层上一种设备，与广域网连接只有使用路由器。目前三层交换机上己经可以实现路由器中所有的接口并且路由器中多数路由协议与大容量的路由表，在三层交换机中也得到大量的实现和应用[8]。