我們知道網絡設備都是對應工作在OSI／RM（OSI參考模型）這一開放模型的一定層次上，工作的層次越高，說明其設備的技術性越高，性能也越好，檔次也就越高。交換機也一樣，隨著交換技術的發展，交換機由原來工作在OSI／RM的第二層，發展到現在有可以工作在第四的交換機出現，所以根據工作的協議層交換機可分第二層交換機、第三層交換機和第四層交換機。
1、第二層交換機
第二層交換機是對應于OSI／RM的第二協議層來定義的，因為它只能工作在OSI／RM開放體系模型的第二層－－數據鏈路層。第二層交換機依賴于鏈路層中的信息（如MAC地址）完成不同端口數據間的線速交換，主要功能包括物理編址、錯誤校驗、幀序列以及數據流控制。這是最原始的交換技術產品，目前桌面型交換機一般是屬于這類型，因為桌面型的交換機一般來說所承擔的工作復雜性不是很強，又處于網絡的最基層，所以也就只需要提供最基本的數據鏈接功能即可。目前第二層交換機應用最為普遍（主要是價格便宜，功能符合中、小企業實際應用需求），一般應用于小型企業或中型以上企業網絡的桌面層次。
2、第三層交換機
第三層同樣是對應于OSI／RM開放體系模型的第三層－－網絡層來定義的，也就是說這類交換機可以工作在網絡層，它比第二層交換機更加高檔，功能更加強。第三層交換機因為工作于OSI／RM模型的網絡層，所以它具有路由功能，它是將IP地址信息提供給網絡路徑選擇，并實現不同網段間數據的線速交換。當網絡規模較大時，可以根據特殊應用需求劃分為小面獨立的VLAN網段，以減小廣播所造成的影響時。通常這類交換機是采用模塊化結構，以適應靈活配置的需要。在大中型網絡中，第三層交換機已經成為基本配置設備。
3、第四層交換機
第四層交換機是采用第四層交換技術而開發出來的交換機產品，當然它工作于OSI／RM模型的第四層，即傳輸層，直接面對具體應用。第四層交換機支持的協議是各種各樣的，如HTTP，FTP、Telnet、SSL等。在第四層交換中為每個供搜尋使用的服務器組設立虛IP地址（VIP），每組服務器支持某種應用。在域名服務器（DNS）中存儲的每個應用服務器地址是VIP，而不是真實的服務器地址。當某用戶申請應用時，一個帶有目標服務器組的VIP連接請求（例如一個TCPSYN包）發給服務器交換機。服務器交換機在組中選取最好的服務器，將終端地址中的VIP用實際服務器的IP取代，并將連接請求傳給服務器。這樣，同一區間所有的包由服務器交換機進行映射，在用戶和同一服務器間進行傳輸。
第四層交換技術相對原來的第二層、第三層交換技術具有明顯的優點，從操作方面來看，第四層交換是穩固的，因為它將包控制在從源端到宿端的區間中。另一方面，路由器或第三層交換，只針對單一的包進行處理，不清楚上一個包從哪來、也不知道下一個包的情況。它們只是檢測包報頭中的TCP端口數字，根據應用建立優先級隊列，路由器根據鏈路和網絡可用的節點決定包的路由；而第四層交換機則是在可用的服務器和性能基礎上先確定區間。
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