交换机和集线器的主要区别在于它们在 OSI 系统结构、数据传输方式、带宽分配和传输模式方面的不同。以下是对这些区别进行阐述的四个关键点：

在 OSI 系统结构上，集线器属于第一层物理层设备，而交换机则属于第二层数据链路层设备。这意味着集线器仅负责同步、放大和整形数据传输，无法处理数据中的短帧、碎片等问题，无法保证数据传输的完整性和准确性；相反，交换机不仅能够同步、放大和整形数据，还能够过滤短帧、碎片等。

在数据传输方式上，共享式局域网利用集线器连接，而交换式局域网则利用交换机连接。共享式网络中的数据传输依赖于广播机制，当用户数量增多时，容易导致碰撞冲突，使网络性能下降。而交换式网络通过根据信息包的目标地址将其独立地发送到目的端口，避免了广播冲突，提高了网络的实际吞吐量。共享式以太网的主要问题是所有用户共享带宽，导致实际可用带宽随网络用户数增加而减少。相比之下，交换式以太网为每个用户提供专用的信息通道，除非两个源端口同时试图将信息发送到同一个目的端口，否则端口之间可以同时进行通信而不会发生冲突。

在带宽分配方面，集线器的多个端口共享一条带宽，在同一时间只能有二个端口传输数据，其他端口处于等待状态。此外，集线器只能工作在半双工模式。而交换机为每个端口提供独占的带宽，这为每个端口提供了基本的数据传输保障。交换机不仅可以在同一时间处理多个端口的数据传输，还可以工作在半双工和全双工模式下。

在传输模式上，集线器仅支持半双工传输。由于集线器共享传输介质，因此在同一时间内只能进行一个任务的接收或发送。而交换机则采用全双工传输，这意味着在同一时间内可以同时进行数据接收和发送。这不仅加快了数据传输速度，而且在系统吞吐量方面，交换机比集线器至少快一倍以上，因为它能够在接收和发送之间同时进行操作，实际效果远超过一倍。此外，交换机的端口带宽通常比集线器宽得多。

综上所述，交换机与集线器之间的主要区别体现在它们在 OSI 结构、数据传输方式、带宽分配和传输模式方面的不同。交换机在性能、效率和可靠性方面明显优于集线器，因此在现代网络环境中，交换机已成为连接设备的首选。