交換機是一部連接電腦、伺服器、攝影機等多部網絡設備的硬件，屬於多埠的網絡橋接器（Multiport Bridge）。它在 OSI 模型的數據鏈路層（第二層）運作，利用每部設備網卡獨有的 MAC 地址來判斷數據應該送往哪一個埠，而不是像較原始的裝置那樣把訊號廣播到所有埠。部分交換機同時具備第三層路由功能，可稱為三層交換機或多層交換機。
對於一般辦公室、商鋪或住宅網絡而言，交換機是擴充連接埠數目的基本裝置：路由器對外連接互聯網，交換機則負責把區域網絡內部的電腦、打印機、監控設備等連接起來。想了解交換機的佈線規劃，可參考我們的弱電工程與網絡佈線指南。
交換機的核心能力在於「學習」。每當有數據幀從某個埠進入，交換機便會記錄該幀的來源 MAC 地址，並把「地址—埠號」的對應關係存入內部的 MAC 地址表。之後若有數據要送往這個地址，交換機便直接從對應的埠轉發出去，其餘埠完全不受影響；若地址表中未有相關記錄，交換機才會把該幀廣播到所有埠一次，藉此學習該設備實際連接在哪個埠上。
這種按需轉發的方式，令每個埠形成獨立的碰撞域，連接在交換機上的設備可以同時全雙工傳輸，互不干擾。相比之下，集線器（Hub）並無這種學習能力，只會把訊號原封不動地廣播到除了訊號來源以外的所有埠，效率明顯較低。
這三種裝置外形相似、都有多個網線插口，但職責與運作層面完全不同，工程規劃時不應混淆：
| 比較項目 | 交換機（Switch） | 集線器（Hub） | 路由器（Router） |
|---|---|---|---|
| 運作層面 | 數據鏈路層（第二層） | 物理層（第一層） | 網絡層（第三層） |
| 轉發方式 | 按 MAC 地址精準轉發到指定埠 | 廣播到除來源外的所有埠 | 按 IP 地址在不同網絡之間轉發 |
| 碰撞域 | 每個埠獨立碰撞域，可全雙工 | 全部埠共用同一個碰撞域，只能半雙工 | 不適用（跨網絡轉發） |
| 主要職責 | 連接同一區域網絡內的多部設備 | 連接同一區域網絡內的多部設備（已被交換機取代） | 連接不同網絡，例如區域網絡對接互聯網 |
| 現時應用 | 企業、家居網絡的主流連接裝置 | 已大致淘汰，僅存於極舊式佈線或特殊測試場合 | 幾乎所有連接互聯網的網絡都必備 |
簡單而言：路由器決定數據「去哪個網絡」，交換機決定數據在同一個網絡內「送到哪部設備」，兩者通常配合使用而非互相取代。
交換機依功能複雜程度大致分為兩類。非管理型交換機（Unmanaged Switch）即插即用，沒有設定介面，適合小型網絡或臨時擴充埠數的場合。管理型交換機（Managed Switch）則提供網頁或指令介面，可設定 VLAN 分隔不同部門或用途的流量、監察各埠流量與狀態、設定優先級（QoS），以及進行遠端管理與故障排查，是企業及監控網絡工程的常見選擇。
即插即用，無需設定，成本低廉，適合小型辦公室、家居或單純擴充埠數的場合，但無法劃分 VLAN 或監控流量。
可設定 VLAN、監察端口流量、設定優先級與遠端管理，適合企業網絡、監控系統及需要精細控制流量的工程項目。
在閉路電視及弱電工程中，交換機除了負責連接攝影機與錄影主機，配合 PoE 供電功能的交換機更可同時為攝影機供電，省卻獨立拉電的工程。想了解 PoE 供電技術的原理，可參考PoE 是什麼？；若攝影機數目較多，管理型 PoE 交換機的 VLAN 與流量監察功能，亦有助隔離監控網絡與辦公網絡，提升系統穩定性與安全性。
本文核對資料：IEEE 802.3；IEEE 802.1Q。
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