Коммутатор (switch, switching hub) — устройство, подобное мосту, но обладающее высоким быстродействием. Коммутатор конструктивно выполненное в виде концентратора и действующее как высокоскоростной многопортовый мост. Встроенный механизм коммутации позволяет осуществлять сегментирование локальной сети и выделять полосу пропускания конечным станциям в сети. Основное отличие коммутатора от моста заключается в том, что он является коммуникационным мультиплексором, каждый его порт оснащен специализированным процессором, который обрабатывает кадры по алгоритму моста независимо от процессоров других портов.
Коммутаторы предназначены для решения проблем, вызванных недостатком полосы пропускания и перегруженностью сетей. Они разделяют сеть на сегменты, обеспечивая широкую полосу пропускания для каждой конечной станции (ПК). Подобно мосту коммутатор обрабатывает и запоминает адреса отправителей и получателей данных, связывая их с каждым портом (запоминается, к какому порту подсоединена линия связи устройства). На этой основе строятся коммутационные таблицы, которые используются для принятия решений по коммутации. Коммутация представляет собой технологию, в соответствии с которой любой входящий трафик может быть направлен на выходной порт со сравнительно небольшой задержкой.
В связи с развитием интегрированных систем передачи данных (также мультисервисных систем/сетей связи) по коммутируемым сетям связи, в состав коммутируемых инфраструктур связи стали включаться различные технологии, сети и системы. С целью обеспечения максимальной гибкости, экономичности и надежности соединений созданы программируемые коммутаторы. В коммутаторе фирмы Lucent Technologies Bell Labs — LSS (Lucent Softswitch) сделана попытка объединения преимуществ телефонных услуг с гибкостью пакетных сетей.
Появление на рынке высокоинтегрированных чипов, представляющих собой готовые 4-8-портовые гигабитные коммутаторы иногда с интегрированным физическим уровнем, упростило разработку и изготовление коммутаторов, а также сократило их стоимость. В больших разветвленных локальных сетях, применяющих скоростные технологии (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) и иерархическую структуру построения, используют для соединения сегментов сети коммутаторы разных уровней:
коммутаторы нижнего (первого) уровня, к которым непосредственно подключаются компьютеры сети;
коммутаторы второго уровня — предназначены для работы с более скоростными каналами, уплотняя данные, полученные через коммутаторы нижнего уровня;
коммутаторы третьего уровня — выполняют в сети по отношению к коммутаторам второго уровня функции, которые последние выполняют по отношению к коммутаторам и сегментам сети первого уровня. Термин «коммутатор третьего уровня», используют также для обозначения коммутаторов различного типа, в которые встроены функции маршрутизации пакетов. Функции коммутации и маршрутизации могут быть совмещены: классическим способом, когда маршрутизация выполняется по каждому пакету, требующему передачи из сети в сеть, а коммутация выполняется для пакетов принадлежащих одной сети; нестандартным способом ускоренной маршрутизации, когда маршрутизируется несколько первых пакетов устойчивого потока, а все остальные пакеты этого потока коммутируются.
коммутаторы нижнего (первого) уровня, к которым непосредственно подключаются компьютеры сети;
коммутаторы второго уровня — предназначены для работы с более скоростными каналами, уплотняя данные, полученные через коммутаторы нижнего уровня;
коммутаторы третьего уровня — выполняют в сети по отношению к коммутаторам второго уровня функции, которые последние выполняют по отношению к коммутаторам и сегментам сети первого уровня. Термин «коммутатор третьего уровня», используют также для обозначения коммутаторов различного типа, в которые встроены функции маршрутизации пакетов. Функции коммутации и маршрутизации могут быть совмещены: классическим способом, когда маршрутизация выполняется по каждому пакету, требующему передачи из сети в сеть, а коммутация выполняется для пакетов принадлежащих одной сети; нестандартным способом ускоренной маршрутизации, когда маршрутизируется несколько первых пакетов устойчивого потока, а все остальные пакеты этого потока коммутируются.
Коммутаторы третьего уровня обладают высоким быстродействием. Коммутаторы CoreBuilder 3500 и Accelar 1200 способны маршрутизировать соответственно до 4 и 7 миллионов пакетов в секунду. С такой же скоростью они маршрутизируют поступающие кадры.
Коммутаторы четвертого/седьмого уровней («коммутаторы Web», «коммутаторами приложений») служат для контроля трафиков и принятия решений по маршрутам продвижения данных по Интернету, для чего привлекаются сведения о портах и приложениях из заголовков пакетов, а также (частично) их содержимом. Наиболее крупные производители коммутаторов четвертого/седьмого уровней — фирмы Cisco, Nortel, Foundry.
Коммутаторы служб (services switches) — коммутаторы, ориентированные на поддержку прямой связи между соединениями доступа клиентов и сетевым оборудованием, ориентированным на решение определенного круга задач и сервисов. Необходимость в использовании коммутаторов служб возникла в конце 20 века в связи с появлением и развитием мультисервисных сетей (передача голоса, данных и видео) и, соответственно, повышением требований к гибкости их обслуживания. Наиболее известные производители коммутаторов служб: Foundry, Lucent, Marconi, Junier/Unicphere.