交换机可以说是集线器和网桥的升级换代产品，因为交换机具有集线器一样的集中连接功能，同时它又具有网桥的数据交换功能。
所有可以说，交换机是具有带交换功能的集线器，或者交换机是多端口的网桥。在外形上，集线器和交换机没有太大区别。
1.交换机的主要功能
(1).具有多个交换端口
网桥通常只有两个交换端口，其设计的目的主要就是用来连接两个距离超过单段网线传输限制的物理网段(当然可以用来直接连接两台主机)，所以它的应用受到比较多的限制。在加上当时用于主机和其他网络设备集中连接的设备仍然是传输效率和信道利用率都比较低下的集线器。有了交换机后，一台交换机可以有多个端口，而且与网桥一样，不仅每个端口可以连接一个不同物理网段(交换机上一个端口对应一个物理网段)，还可以有大量的端口来集中连接主机，这时交换机就可以同时承担集线器和网桥的双重角色。
(2)数据转发效率更高
在网桥时代，集中连接主机的仍是集线器，而我们知道集线器发送数据是采用广播方式，所以信道中的无效载荷比例相当高，造成数据转发效率和信道利用率都非常低。而有了交换机后，因为大多数主机都是直接连接在交换机端口上，即使不是，也主要是连接在其他交换机端口，所以数据的转发基本上都是通过提取帧中MAC直接发送到目的主机上，而不是通过广播凡是(仅在未知MAC地址时采用广播)，转发效率和信道利用率都大幅提高。
(3)更强的MAC地址自动学习能力
我们知道，网桥通常只有两个端口，仅可以连接两个由集线器集中连接的物理网段，所以它的MAC地址自动学习功能仅限它的两个端口与对应的物理网段的映射。这样就造成了一个网桥端口要与多个源主机MAC地址之间的映射，也就是一对多映射关系。而交换机上的端口多数是之间连接主机的，所以在映射表中基本上是一个源主机MAC地址与一个交换机端口间的一对一映射。一对一的映射查找起来明显要比一对多的映射效率高，所以交换机在数据转发效率要高于网桥。另外，交换机的缓存通常比网桥的要大，所以交换机可以保存的MAC地址与端口映射表要多，更适合较大网络。
2.交换机和集线器的区别
交换机最开始是为了解决集线器共享传输介质、端口带宽过窄、容易产生广播风暴而产生的。最初的交换机工作在OSI的第二层，所以又称二层交换机。
交换机与集线器的主要区别体现在如下几个方面：
(1)在OSI中的工作层次不同
交换机和集线器在OSI体系模型中对应的层次不同，集线器工作在第一层(物理层)，而交换机至少工作在第二层，更高级的交换机可以工作在第三层(网络层)第四层(传输层)和第七层(应用层)
(2)传输方式不同
集线器的数据传输方式是多次复制的广播传输，而交换机的数据传输是有目的的，数据只对目的节点发送，只是在自己的MAC地址表中找不到的情况下第一次使用FF--FF-FF-FF-FF-FF作为MAC地址的泛洪广播方式传输。所以交换机在数据传输效率和信道利用率方面要远高于集线器，集线器更容易产生"广播风暴"。
(3)背板信道占用方式不同
在带宽占用方面，集线器所有端口都是共享集线器背板中的一条信道带宽，而交换机的每个端口的收发都有独享的背板信道带宽，属于“交换”方式。这样一来更进一步使得交换机的数据传输效率以及传输性能要高于集线器。
(4)数据通信方式不同
集线器因为是所有端口共享一条背板信道，所以只能采用半双工方式进行传输，同一时间，要么接受数据，要么发送数据。而交换机中各个端口的信道都是采用矩阵交换方式，可以同时进行数据交换，也就是可以进行全双工数据传输。这也使得交换机比集线器的数据通信效率要远高于集线器。
3.交换机分类
(1)根据网络类型划分
标准以太网交换机(10Mbps)
快速以太网交换机(100Mbps)
千兆以太网交换机(1000Mbps)
十千兆以太网交换机(10000Mbps)
(2)按交换机结构划分
固定端口交换机
所带有的端口是固定的
模块化交换机
交换机上除了有部分固定的端口外，还可以通过插入扩展模块，来扩展端口数量、所支持的传输介质/网络协议/业务类型
(3)按是否支持网管功能划分
网管型
可以通过控制端口(console)或者web页面进行配置和管理。
非网管型
不能进行任何配置和管理。傻瓜型交换机
4.二层交换机原理
因为交换机有多个端口，可直接连接主机或其他交换机。当数据帧发送到本交换机所连接的主机时，交换机就可以根据帧中目的MAC地址直接把数据从对应的端口上发送到所连接的主机上。如果数据发送到本交换机所连接的其他交换机上的主机时，則本交换机先把该数据帧发送到连接到对应交换机的端口上，然后再由那台交换机根据目的MAC地址从对应端口上发送到目的主机上。
总体来说，二层交换机原理与网桥的数据交换原理差不多，不同的只是现在的交换机端口通常不是连接集线器，而是直接交换机和主机，所以在每个端口所连接的物理网段中也采用数据交换方式，而不采用集线器那样的复制类型的广播方式。下面进行具体的解析。
图二层交换原理
当交换机从某个端口收到一个数据帧后，先读取帧头部的源MAC地址.并与自己缓存中的映射表（CAM表）进行比较，如果没有找到，则在CAM表中添加一个该源MAC地址与发送该帧的源端口映射表项。这就是交换机的MAC地址自动学习功能。
如果在CAM表项查到了帧中源MAC地址，則继续査看是否有帧中目的MAC地址所对应的映射表项。如果有，则直接把该桢转发到目的MAC地址节点所连接的交换机端口，然后由该端口发送到目的主机。
如果在交换机CAM表中没有找到帧中目的MAC地址所对应的表项，则把该数据桢向除源端口外的其他所有端口上进行泛洪*
当MAC地址与帧中目的MAC地致的主机掊收了该数据帧后就会向源主机产生一个应答帧，交换机获取该应答帧后从其中的源MAC地址中获取了对应的MAC地址和所连接端口的映射关系，并添加到CAM表中。这样下次再有MAC地址为这个MAC地址的帧发送时交换机就可以直接从CAM表中找到对应的转发端口，直接转发，不用再泛洪了。