首先提出的三层交换技术的人透露，三层交换机是采用Intranet应用的一个重要因素，它将二层交换机和三层路由器两者的优势有机而智能化地结合成一个灵活的解决方案，可在各个层次提供线速性能。
这种集成化的结构还引进了策略管理属性，不仅使二层与三层相互关联起来，而且还提供流量优先化处理、安全访问机制以及多种其它的灵活功能。三层交换机分为LAN接口层、二层交换矩阵层和三层交换矩阵（路由控制）层三部分，如图所示。
随着三层交换机在市场的不断推广和应用，三层交换技术及其产品在企业网/校园网建设、宽带IP网络建设（如城域网、智能社区接入）中得到了大量的应用，市场的需求和技术的发展双重拉动这种应用的纵深发展。
三层交换的应用在从最初骨干层、中间的汇聚层一直渗透到边缘的接入层。不同的厂家也在不断推出性能越来越好的系列三层交换机。一般来说，这些三层交换产品都是采用可编程可扩展的ASIC芯片技术，可以提供如下一些丰富的特性：（不同厂家甚至同一厂家的不同系列产品，只能满足或部分满足其中的一部分特性）
三层交换机的应用其实很简单，主要用途是代替传统路由器作为网络的核心。因此，凡是没有广域网连接需求，同时需要路由器的地方，都可以用三层交换机代替。在企业网和教学网中。
一般会将三层交换机用在网络的核心层，用三层交换技术上的千兆端口或百兆端口连接不同的子网或VLAN。因为其网络结构相对简单，节点数相对较少。另外，其不需要较多的控制功能，并且要求成本较低。
在目前火爆的宽带网络建设中，三层交换机一般被放置在小区的中心和多个小区的汇聚层，核心层一般采用高速路由器。这是因为，在宽带网络建设中网络互连仅仅是其中的一项需求，因为宽带网络中的用户需求各不相同，因此需要较多的控制功能，这正是三层交换机的弱点。因此，宽带网络的核心一般采用高速路由器。
交换机的全双工是指交换机在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。目前的交换机都支持全双工。全双工的好处在于迟延小，速度快。
提到全双工，就不能不提与之密切对应的另一个概念，那就是“半双工”，所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动作发生，举个简单例子，一条窄窄的马路，同时只能有一辆车通过。
当目前有两量车对开，这种情况下就只能一辆先过，等到头儿后另一辆再开，这个例子就形象的说明了半双工的原理。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是实行半双工的产品。随着技术的不断进步，半双工会逐渐退出历史舞台。
从广义上来看，网络交换机分为两种：广域网交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台。而局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备，如PC机及网络打印机等。
从传输介质和传输速度上可分为三层交换技术交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级交换机和工作组交换机等。
各厂商划分的尺度并不是完全一致的，一般来讲，企业级交换机都是机架式，部门级交换机可以是机架式（插槽数较少），也可以是固定配置式，而工作组级交换机为固定配置式（功能较为简单）。
另一方面，从应用的规模来看，作为骨干交换机时，支持500个信息点以上大型企业应用的交换机为企业级交换机，支持300个信息点以下中型企业的交换机为部门级交换机，而支持100个信息点以内的交换机为工作组级交换机。本文所介绍的交换机指的是局域网交换机。
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