层交换技术可以识别数据帧中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口，记录在自己内部的一个MAC地址表中。目前，第2层交换技术已经成熟。

从硬件上看，第2层交换机的接口模块都是通过高速背板/总线（速率可高达几十Gbps）交换数据的，2层交换机一般都含有专门用于处理数据包转发的ASIC（Application specific Integrated Circuit）芯片，因此转发速度可以做到非常快。

概述

网络技术发展迅猛，以太网占据了统治地位。为了适应网络应用深化带来的挑战，网络的规模和速度都在急剧发展，局域网的速度已从最初的10Mbit/s提高到100Mbit/s，千兆以太网技术也已得到了普遍应用。

对于用户来说，在减低成本的前提下，保证网络的高可靠性、高性能、易维护、易扩展，与采用何种组网技术密切相关；对于设备厂商来说，在保证用户网络功能实现的基础上，如何能够取得更为可观的利润，采用组网技术的优劣，成为提高利润的一个手段。

在具体的组网过程中，是使用已经日趋成熟的传统的第2层交换技术，还是使用具有路由功能的第3层交换技术，或者是使用具有高网络服务水平的第7层交换技术呢？在这些技术选择的权衡中，2层交换、3层交换和7层交换这三种技术究竟孰优孰劣，它们各自又适用于什么样的环境呢？

说明

按照用户要求,在交换局、所建立用户间暂时通信所需线路的接续和实现其相互通信的技术。通信范围不局限于固定的一对用户，而是在一群用户、一个城市、一个国家，甚至全球范围内进行通信，即在不同的通信网内通信。在通信网里，所有的用户间是没有直达线路的，而是根据各个用户的分布情况，通过用户线路分别接到各从属的交换局。

同属于一个交换局的两个用户通信时，则由该局完成接续；若非同属于一个局的两个用户通信时，则由两用户所经路由上的各交换局依次接续，并由终点局接通对方用户。用少量的设备，就能使网内的任何两个用户在很短的时间内建立连接，这是交换技术的目的。完成这种任务的设备，称为交换设备或交换机。

交换技术最先是为适应人们交换电话信息和电报信息而发展起来的。不同的通信业务，需要采用不同的交换方式。例如，电话（或用户电报）通信是将电话（或电报）电路临时接通，由用户双方自己讲话（或收发电报），这种方式称为电路交换。基于区块链的可信数据交换技术能实现去中心化网络中隐私数据的保护与流通,推动数字化时代打破"数据孤岛"壁垒。

公众电报业务的交换是由一个接转局用纸带或其他形式的存储器将发来的电报接收、存储起来，然后再向下一个接转局转发出去，逐段接转，直到终点收报局收下再投递给收报人，这种交换称为存储转发交换，亦称电文交换或信息交换。交换的信息种类不仅是电话、电报，还有传真、数据、图像等信息。

这些信息的传输和交换方式在早期都是采用模拟形式，有的（如用户传真、低中速数据通信）可利用现有的模拟电话交换网，占用其中一个话路。60年代以来，有些国家已建立独立的数字化的传真网、数据网和图像网，并都有各自的专用交换设备。由于信息种类较多，从经济上和用户使用方便上考虑，要求通信网从单一网(如电话网，数据网)逐步向综合业务网的方向发展。

电话交换技术首先是从人工交换开始，自1889年发明步进制以来，电话通信进入了自动交换阶段。自动交换机经历了步进制、机动制、纵横制、电子布线逻辑控制和空分程序控制。70年代以来，各国都在积极研制和采用程控数字交换设备。数字技术的发展对形成综合业务数字网(ISDN)起了很大的促进作用。

交换机按使用范围可分为市内交换机、长途交换机、国际交换机、农村交换机和用户小交换机五种。

①市内交换机：专为一个城市范围内的所有用户建立交换信息的通路；

②长途交换机：专为城市与城市之间建立交换信息的通路；

③国际交换机：专为国家与国家之间建立交换信息的通路；

④农村交换机：专为县和县以下农村用户建立交换信息的通路；

⑤用户小交换机：专为机关、学校、工矿、企业等内部用户建立交换信息的通路。程控交换机出现后，各种交换机可以组合使用。

交换技术正朝着智能化的方向演进，从最初的第2层交换发展到第3层交换，目前已经演进到网络的第7层应用层的交换。其根本目的就是在降低成本的前提下，保证网络的高可靠性、高性能、易维护、易扩展，最终达到网络的智能化管理。

通信网体制

通信网主要由三种设备构成：①用户设备，如电话机；

②传输设备，如电缆、多路复用装置、光纤、天线等；

③交换设备，如电话交换机。通信网体制是研究如何把交换设备、传输设备和用户设备构成一个最经济、最有效的通信网。

这涉及到交换局选址和容量的最优化、衰耗的分配、呼损分配、路由规划、编号制度、信令（又称信号）方式、近期和远期的业务预测和相应的发展规划，以及模拟网如何过渡到数字网等。

研究交换机三个参数之间的相互关系问题。这三个参数是：①交换设备配置的数量；

②服务等级；

③每一用户设备在最繁忙的一段时间内产生呼出或呼入的次数和通话时间长度。由于交换设备种类的不同，衡量服务等级有二种处理方法。一种是遇到交换机公用设备全忙时把呼叫立刻作为损失处理，这时用户一般均能听到忙音，即明显损失。另一种是接续延迟，等待公用设备空闲后再予以接通，其等待时间是一项服务等级的指标。

技术性能和指标

由于交换机的种类及使用的范围不同，用户对它们的技术性能和指标的要求也不同，这些都必须在研制时首先确定。例如，对长途交换机，就要确定路由选择性能的要求、长途与市内之间的配合要求、全自动接续或是半自动接续的要求、计费要求和维护测试性能等。

对市内交换机，就要确定所能适应的通信网、与其他制式的配合、对长途的配合、特种服务和特种业务的性能、复原控制方式和维护测试等性能，另外需要明确传输指标、局内回路指标和用户线路指标等。这些指标直接关系到交换机的服务能力和质量。

信令方式

主要指交换局间传输信令(信号)的方式。以电话通信为例，信令按内容可分为记发器信令和线路信令。

①记发器信令：传输主、被叫用户的号码、类别和用户状态的信令。

②线路信令：监视主、被叫用户摘机、挂机的信令。

信令根据其传输路由与通话路由之间的关系，还可分为随路信令和公共信道信令。随路信令是与话路结合起来的，在同一条话路上传输；公共信道信令是很多话路上的信令合在一路专用的公共信令信道上传输,如国际电报电话咨询委员会(CCITT)建议的No.6和No.7信令，前者适用于模拟网，后者则适用于数字网。

随路信令在采用32路A律方式的脉码调制传输中，其第16时隙有4位码可以传输信令，其信令编排方式国际上称为DR2。若用模拟方式传输，一般从传输信令的电气特性来分，还可分成直流信令（或称直流标志）和音频信令。直流信令主要用作市内电话空分交换机的线路信令；音频信令主要用作记发器信令。在长途采用载波传输时，线路信令也是音频信令。

中国的音频记发器信令采用多频互控方式。信令分为前向和后向两种。前向信令是用户号码和业务类别信令，采用6中取2的方式组成15个数码信令；后向信令是控制证实和被叫用户状态信令,采用4中取2方式组成6个数码信令。

中国的多频信令与国际上的R2信令方式在频率及电气特性上相一致，但在发送程序及含义上有所差异。由于信令方式问题涉及到交换局间相互配合以及国际通信的局间信令配合问题，故要求严格统一。

电话交换机是一种复杂而庞大的逻辑电路。60年代中期，电子交换开始应用计算机技术构成程控交换机，控制方式有了质的改进。程控交换的主要特征是以存储程序控制取代传统的布线逻辑控制，硬件构成的逻辑电路功能也大部分由软件完成。随着新业务功能和维护管理的要求越来越高,程控交换的软件日益庞大，软件故障随之增加。

为解决这个问题,国际上已开始采用高级语言编制程序，国际电报电话咨询委员会推荐用CHILL语言作为交换机的高级语言。脉冲数字技术在交换机中的应用，一是构成逻辑电路，采用脉冲时序完成逻辑控制；二是采用脉冲编码技术原理构成话路及各种信息的交换。