通过纵横交换结构（crossbar switch fabric）进行交换的交换机构常称为互连网络（interconnection network）。互连网络有2N条总线，可以是N个输入端口和N个输出端口相连接，这取决于相应的交叉结点是使水平总线和垂直总线接通还是断开。
互连网络的直接作用是建立机间连接通路。互连网络有两种形式。一种是非共享连接通路，即结点与结点直接相连，非直接相连的结点之间的通信经过中间结点转送。这是多数计算机网的连接情况。另一种是共享连接通路，即多个结点相互间经过开关元件相连，以建立可变的连接通路，同一路径段通过开关元件的选择在不同时刻可为不同的结点对服务，达到共享的目的。这是
总线型局部区域网和集中式多处理机的连接情况。互连网络的功能是完成计算机系统中的数据传送和变换。在单指令流多数据流计算机系统中，互连网络实现多个处理单元与多个存储单元之间的数据变换，又称为数据变换网络，其概念化功能模型如图1。在多指令流多数据流计算机系统中，互连网络既可实现处理机与共享存储器模块间的连接，称为集中式结构（图2a），也可实现带本地存储器的处理机结点相互之间的连接，称为分布式结构（图2b），还可二者结合，既有共享存储器，也有本地存储器。
互连网络分为静态互连网络和
动态互连网络两类。静态互连网络的每一个开关元件固定地与一个结点相连，以建立该结点与邻近结点之间的被动连接通路。它一般用于
分布计算机系统和计算机网，实现计算机结点之间的总点连接。动态互连网络的结点只与互连网络边界上的开关元件连接，在所有开关元件共同参与下，建立结点间主动可控的通信路径。它一般用于多处理机系统实现并行进程间的相互通信。
这类网络如用结点和边组成的图来表示，则须满足下列要求：①网络每个结点的相连边数（称为度）要小，且在各结点处最好都相等，而与网络的大小无关；②在任意二结点间循最短路径通信所经过边数的最大值（称为直径）要小，且随结点数目增多而缓慢增大；③对称性要好，以达到信息流量分布均匀；④通过对各结点的合理编址，能实现高效路径算法；⑤有较高的路径冗余度，以满足坚固性要求；⑥增量扩展性要好，即每次只扩展一个或少数几个结点，仍能保持原有互连拓扑特性。静态互连网络有多种形式，但基本图形为环形、主方体形、树形（含星形）、网格形和
总线型等几种（图3）。其他各种复杂的静态互连拓扑可用下列方法产生：①直接对基本图形进行改进，例如合理地增加图中边的数目，成带弦形等（图4a）。②不同基本图形相结合，形成例如立方体连接环（图4b）和多树结构（图4c）。③基本图形多次递归，产生新的复杂图形。④用地址映像函数确定网络拓扑，即先对结点号进行编码，然后规定边的末端结点号为始端结点号的某一（组）映像函数。⑤用启发式方法对网络拓扑进行寻优。互连网络
这类网络可按不同方面的特性分为多种形式。①按输入端和输出端的布置划分，有双边、单边和折叠网络。②按连接能力划分，有阻塞、重安排和无阻塞网络。③按互连类型划分，有连接器、集中器、扩展器和分组器。④按开关元件类型划分，有交叉开关、交换开关和细胞开关。
完全交叉开关（图5a）向模块化方向演变，可产生基准全排列网络（图5b），它代表很大一类由交换开关构成的多级动态互连网络。另一类重安排网络是细胞互连阵列（图5c），它是一种更适合大规模集成的结构形式。动态互连网络的技术性能主要用连接能力和级数来衡量，这综合反映了它的频宽指标；而其价格
指标则用开关点数来表示。
同步通信（Synchronous Communication）