交換機工作于OSI參考模型的第二層，即數(shù)據鏈路層。交換機內部的CPU會在每個端口成功連接時，通過將MAC地址和端口對應，形成一張MAC表。在今后的通訊中，發(fā)往該MAC地址的數(shù)據包將僅送往其對應的端口，而不是所有的端口。因此，交換機可用于劃分數(shù)據鏈路層廣播，即沖突域；但它不能劃分網絡層廣播，即廣播域。

交換機擁有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣。交換機的所有的端口都掛接在這條背部總線上，控制電路收到數(shù)據包以后，處理端口會查找內存中的地址對照表以確定目的MAC（網卡的硬件地址）的NIC（網卡）掛接在哪個端口上，通過內部交換矩陣迅速將數(shù)據包傳送到目的端口，目的MAC若不存在，廣播到所有的端口，接收端口回應后交換機會“學習”新的MAC地址，并把它添加入內部MAC地址表中。使用交換機也可以把網絡“分段”，通過對照IP地址表，交換機只允許必要的網絡流量通過交換機。通過交換機的過濾和轉發(fā)，可以有效的減少沖突域。

端口

交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數(shù)據傳輸。每一端口都可視為獨立的物理網段（注：非IP網段），連接在其上的網絡設備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。當節(jié)點A向節(jié)點D發(fā)送數(shù)據時，節(jié)點B可同時向節(jié)點C發(fā)送數(shù)據，而且這兩個傳輸都享有網絡的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。假使這里使用的是10Mbps的以太網交換機，那么該交換機這時的總流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB時，一個HUB的總流通量也不會超出10Mbps?？傊?，交換機是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉發(fā)數(shù)據幀功能的網絡設備。交換機可以“學習”MAC地址，并把其存放在內部地址表中，通過在數(shù)據幀的始發(fā)者和目標接收者之間建立臨時的交換路徑，使數(shù)據幀直接由源地址到達目的地址。

數(shù)據傳送的工作原理

交換機的任意節(jié)點收到數(shù)據傳輸指令后，即對于存儲在內存里的地址表進行快速查找，從而對于MAC地址的網卡連接位置進行確認，然后再將數(shù)據傳輸?shù)皆摴?jié)點上。如果在地址表中找到相應的位置，則進行傳輸；如果沒有，交換機就會將該地址進行記錄，以利于下次尋找和使用。交換機一般只需要將幀發(fā)送到相應的點，而無需如集線器發(fā)送到所有節(jié)點，從而節(jié)省了資源和時間，提高了數(shù)據傳輸?shù)乃俾省?/p>

數(shù)據傳送方式

通過交換的方式進行的數(shù)據傳輸，其實就是交換機的數(shù)據傳送的方式。之前的集線器，更多是利用共享的方式，來對數(shù)據進行傳輸，沒有辦法從通訊的速度上進行要求。集線器的共享方式，也就是常說的共享式網絡，以集線器作為連接設備并且只 有一個方向的數(shù)據流，因而網絡共享的效率非常低。相對而言，交換機能夠對連接到自身的各臺電腦進行相應的識別，通過每臺電腦網卡的物理地址也就是常說的MAC地址，來進行記憶和識別。在這樣的前提之下，就不用再進行廣播尋找，而能夠直接將記憶的MAC地址找到相應的地點并且通過一個臨時性專用的數(shù)據傳輸通道，來完成兩個節(jié)點之間不受外來干擾的數(shù)據傳輸?shù)耐ㄐ?。由于交換機還具有全雙工傳輸?shù)姆绞?，所以也可以對于多對?jié)點間通過同時建立臨時的專用通道，來形成一個立體且交叉的數(shù)據傳輸通道結構。