工业以太网交换技术解决了现场总线网络的性能限制，每个以太网设备都可以独享高带宽，从而缓解带宽不足和网络瓶颈的问题，为未来更丰富、更强大的自动化应用奠定坚实的基础。 本文主要讨论交换技术的基本原理。

交换是根据通信双方传输信息的需要，采用设备自动完成的方法，将需要传输的信息发送到符合要求的对象的统称。 广义的交换机是通信系统中完成信息交换功能的设备。 在网络系统中，交换的概念是对共享工作模式的改进。  HUB集线器是一种共享设备。  HUB本身无法识别目的地址。 当局域网中的A设备向B设备传输数据时，数据包在基于HUB的网络上以广播的形式传输。 每个设备通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。 也就是说，在这种工作模式下，网络上同时只能传输一组数据帧通信，如果发生冲突，就必须重试。 这种方法是共享网络带宽。

交换机根据数据帧的MAC(MediaAccessControl)地址转发数据帧。 交换机转发数据帧时遵循以下规则：

如果数据帧的目的MAC地址是广播地址或多播地址，则会转发到交换机的所有端口（源端口除外）；

如果数据帧的目的MAC地址是单播地址，但该地址不在交换机的地址表中，也会被转发到交换机的所有端口（源端口除外）；

如果数据帧的目的MAC地址在交换机的地址表中，则根据地址表转发到相应的端口；

如果数据帧的目的MAC地址与数据帧的源地址在同一端口上，则会丢弃该数据帧，并且不会发生交换。

该交换机具有非常高的带宽后总线和内部交换机矩阵。 交换机的所有端口都连接到这条后台总线，通过交换机地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。 通过交换机的过滤和转发，可以有效隔离广播风暴，减少误包和误包，避免共享冲突。

在交换机的交换地址表中，表项主要由MAC地址和该地址所在交换机的端口号组成。 整个地址表的生成采用动态自学习的方式，即交换机收到数据帧时，将数据帧的源地址和输入端口记录在交换地址表中。 每个地址条目都有一个时间戳，用于指示该条目的存储时间段。 如果该地址表条目在一定时间内仍未被引用，则该地址表条目将从地址表中删除。 因此，最有效和最准确的地址端口信息始终保留在交换地址表中。

交换机可以同时在多个端口对之间传输数据。 每个端口可以看作一个独立的网段，与其相连的网络设备可以独立享受全部带宽，不与其他设备竞争。