随着企业网络的发展，越来越多的用户需要接入网络。交换机提供了大量的接入端口来满足这种需求。

同时，交换机也彻底解决了困扰早期以太网的冲突问题，大大提高了以太网的性能，提高了以太网的安全性。

交换机工作在数据链路层，对数据帧进行操作。交换机接收到数据帧后，根据数据帧的报头信息转发数据帧。

下面以一个小型交换网络为例，说明交换机的基本工作原理。

0

如图所示，交换机转发帧的方式有三种：Flooding、Forwarding和Discarding。

1. 泛洪：交换机通过所有其他端口转发来自一个端口的帧(注意，“所有其他端口”是指除帧进入交换机的端口外的所有端口)。

2. 转发：交换机将帧从一个端口转发到另一个端口(注意，“另一个端口”不能是帧进入交换机的端口)。

3.丢弃：交换机直接丢弃来自某个端口的帧。

交换机的基本工作原理概括如下：

1. 如果有单播帧进入交换机，交换机会在MAC地址表中查找该帧的目的MAC地址。

1)如果找不到MAC地址，则交换机泛洪。

2)如果找到MAC地址，则MAC地址表中MAC地址对应的端口为帧进入交换机的端口。如果不是，则交换机执行转发操作。是=>交换机丢弃该设备。

2. 如果向交换机发送广播帧，则不检查MAC地址表，直接进行泛洪处理。

3.如果向交换机发送组播帧，则交换机的处理行为很复杂，稍后将对此进行解释。

此外，开关具有学习能力。当一个帧进入交换机时，交换机检查该帧的源MAC地址，将源MAC地址映射到帧进入交换机的端口，并将该映射存储在MAC表中。

开关初始状态

一开始，交换机不知道所连接主机的MAC地址。因此，MAC地址表为空。如图所示，SWA处于初始状态。在收到主机A发送的数据帧之前，MAC地址表中没有表项。

学习MAC地址

主机A在向主机C发送数据之前，通常会先发送ARP请求，获取主机C的MAC地址。ARP请求帧中的目的MAC地址为广播地址，源MAC地址为自己的MAC地址。

SWA接收到报文后，将报文的源MAC地址和接收端口的对应关系添加到MAC地址表中。

缺省情况下，X7系列交换机学习MAC地址表项的老化时间为300秒。如果在老化时间内再次收到主机A的数据帧，则刷新主机A的MAC地址老化时间和存储在SWA中的G0/0/1映射关系。

从现在开始，如果交换机收到目的MAC地址为00-01-02-03-04-AA的数据帧，则通过端口G0/0/1转发。

转发数据帧

主机A发送的数据帧的目的MAC地址就是广播地址。因此交换机通过端口G0/0/2和G0/0/3向主机B和主机C广播数据帧。

目的主机回复

主机B和主机C收到ARP帧后，检查ARP帧。但是，主机B没有回应这个帧。主机C处理这个帧并发送一个ARP应答。该应答帧的目的MAC地址是主机A的MAC地址，源MAC地址是主机C的MAC地址。

当收到应答帧时，SWA会将应答帧的源MAC地址与接口的MAC地址映射到MAC地址表中。如果MAC地址表中已经存在此映射，则刷新。然后SWA查询MAC地址表，根据帧的目的MAC地址找到对应的转发端口，从G0/0/1转发帧。