一、传统网络交换设备的典型系统架构如图：
传统网络交换设备（针对SDN的传统）的架构包含两个平面的工作：转发平面和控制平面。
转发平面：主要用于对每一个数据报文进行处理，使得它能够通过网络交换设备。这些惭怍大多采用专门的硬件实现，主要包括转发决策、背板和输出链路调度等功能。
控制平面：主要用于对交换机的转发表或路由器的路由进行管理，同时负责网络配置、系统管理等方面的操作，与转发平面相比，运行频率较低，可以采用软件实现。
在传统的网络交换设备中，转发平面和控制平面是紧密耦合的，被集成实现在单独的设备箱中。转发平面通常采用专门设计的ASIC芯片实现提升性能，控制平面则以控制软件或者网络操作系统的形式实现。
如图所示：作为网络设备的转发平面，交换机需要具备的最根本的功能，主要包括转发决策、背板、输出链路调度等。
转发决策：当数据报文到达交换机后，数据包头中携带的信息会在交换机转发表中被查找。
背板：数据报文进而将通过背板转发到交换机对应的设备出端口。其中为了保证处理顺序，数据报文需要被加入到一个队列中等待。如果当前的等待队列中没有足够的空间存在，那么数据报文可能会被丢弃或者替换掉其他数据报文，占据别的数据报文此前队列中的位置。
输出链路调度：当数据报文到达交换机的设备出端口后，它需要按照一定的顺序进行等待，直到它被发出到相应的交换机输出链路上。当前大多数的转发设备中，设备出端口普遍支持利用FIFO队列的方式按照数据报文的到达顺序进行下一步转发。同时，也有一些先进的转发设备能够将数据报文区分成不同的数据流或者优先级的集合，进而精心地对每个数据报文的发出时间进行安排一满意相应的Qos要求。
二、交换模式
交换机的数据交换模式决定了其转发数据包的速度及交换过程导致的延迟（即交换机在一个端口接收到的数据包的时间与在另一个端口发送该数据包的时间差）。在实际应用中，数据包的转发即希望具有尽可能低的转发延迟以提升数据传输性能，又希望能够在转发过程中对数据包进行检验，以保证信息传输的可靠性。传统的数据交换模式有三种：
直通（Cut-Through）：交换机仅对数据帧的前6个字节的信息进行接收和分析，并将数据帧的其余部分直接剪切到出端口上。这是因为数据帧的前6个字节包含了数据帧的目的MAC地址，这已经足以提供交换机作出转发决策。直通模式具有最小的转发延迟，但是它并不检查数据的完整性，因此可能会把能够导致以太网冲突的“坏包”转发出去，从而产生网络可靠性问题。
零碎片（Fragment-Free）：交换机首先对数据帧的前64个字节进行接收和解析，再进行转发。之所以选择64个字节的长度，是因为经验表明在以太网络中，绝大多数的“坏包”都能在这些字节的处理过程中被检测到。这种模式虽然有可能造成极少量的“坏包”漏检，但是它对网络的整体性能影响不大，因此在很多应用场景中又被称为“快速转发（Fast-Forwarding）”
存储转发（Store-and-Forward）：交换机需要对整个网络数据帧的内容进行接收和解析，并开展数据帧的完整性检验等操作，以有效地避免出现错误。虽然该模式增加了转发延迟，但是考虑到当前的处理器或者ASIC已经具有足够的性能，建议采用这种模式用于数据交换。
智能模式（Interlligent）：交换机能够根据所监控网络中错误包传输的数量，自动智能改变转发模式。如果堆栈每秒错误少于20个，将自动采用直通模式；如果堆栈发觉每秒错误大于20个或者更多，将自动采用存储转发模式，直到返回的错误数量为0时，再切换为直通模式。