交換機工作的基本原理需要結合實驗來理解，下面是我聽完課后通過華為模擬器實驗總結的學習筆記。
交換機工作在數據鏈路層，它對數據幀的轉發是建立在mac地址基礎之上的。交換機 不同的接口發送和接收數據是獨立的，各接口屬于不同的沖突域，因此有效地隔離了網絡 中的沖突域。 二層交換設備通過學習以太網數據幀的源MAC地址來維護MAC地址與接口的對應關系（保存MAC與接口對應關系的表稱為MAC地址表），通過其目的MAC地址來查找MAC地址表決定向哪個接口轉發。
工作原理：
初始狀態下，MAC地址表為空。
當PC1想要和PC2交換數據的時候，他需要先將自己的MAC地址和PC2的MAC地址封裝起來發送給交換機，讓它替自己尋找PC2，交換機接受到PC1的數據幀之后，會先學習PC1的MAC地址，然后把這個地址放在自己的MAC表上。
MAC地址表記錄了交換機學習到的其他設備的MAC地址與接口的對應關系。交換機在轉發 數據幀時，根據數據幀的目的MAC地址查詢MAC地址表。如果MAC地址表中包含與該幀目的MAC地址對應的表項，則直接通過該表項中的出接口轉發該報文；當交換機接收到數據幀的時候，發現MAC表并沒有所需的MAC地址，這交換機將采取泛洪方式在除接收接口外的所有接口發送該報文，當符合該MAC地址的PC2識別之后，將該信息回傳，交換機記錄PC2的MAC地址，之后再將信息傳回PC1。
交換機會通過傳輸介質進入其端口的每一個幀都進行轉發操作，交換機的基本作用就是用 來轉發數據幀。 交換機對幀的處理行為一共有三種：泛洪（Flooding），轉發（Forwarding），丟棄 （Discarding）。 泛洪：交換機把從某一端口進來的幀通過所有其它的端口轉發出去（注意，“所有其 它的端口”是指除了這個幀進入交換機的那個端口以外的所有端口）。 如果從傳輸介質進入交換機的某個端口的幀是一個單播幀，交換機會去MAC表查這個幀的 目的MAC地址。如果查不到這個MAC地址，則交換機將對該單播幀執行泛洪操作。 如果從傳輸介質進入交換機的某個端口的幀是一個廣播幀，交換機不會去查MAC地址表， 而是直接對該廣播幀執行泛洪操作。
如上面的實驗圖，PC1首次去訪問PC2，且不知道對應的MAC地址，對E0/0/1接口進行抓包，發現進入交換機的某個端口的幀是一個ARP廣播幀，交換機直接對該廣播幀執行泛洪操作。同時，交換機將收到的數據幀的源MAC地址和對應端口編號記錄到MAC地址表中。
對交換機執行DIS mac-address命令，發現原本空的MAC地址表中記錄了PC1的相關信息。
直到PC1和PC2正常通信后，再次對交換機執行DIS mac-address命令，發現交換機也學習到了PC2的相關信息。
轉發：交換機把從某一端口進來的幀通過另一個端口轉發出去（注意，“另一個端口” 不能是這個幀進入交換機的那個端口）。如果從傳輸介質進入交換機的某個端口的幀是一個單播幀，則交換機會去MAC表查這個幀的目的MAC地址。如果查到了這個MAC地址表，則比較這個MAC地址在MAC地址表中對應的端口編號是不是這個幀從傳輸介質進入交換機的那個端口的端口編號。如果不是，則交換機執行轉發操作。
通過第一次通信，交換機的MAC地址表中已經記錄了PC1的相關信息，下面以PC2訪問PC1為例，對E0/0/1進行抓包，結果如圖，交換機不再執行泛洪，在MAC地址表中查到了對應的表項，點對點轉發該數據幀，MAC地址為5489-98FF-4623的數據幀通過E0/0/1接口轉發，MAC地址為5489-98DC-41E3的數據幀通過E0/0/2接口轉發，PC2和PC1正常通信。
丟棄：交換機把從某一端口進來的幀直接丟棄。如果從傳輸介質進入交換機的某個端口的幀是一個單播幀，則交換機會去MAC表查這個幀的目的MAC地址。如果查到了這個MAC地址表，則比較這個MAC地址在MAC地址表中對應的端口編號是不是這個幀從傳輸介質進入交換機的那個端口的端口編號。如果是，則交換機將對該幀執行丟棄操作。
如圖，PC1想要訪問PC2,發送單播數據幀，交換機1收到后，若MAC地址表中查不到對應的表項，則會泛洪該數據幀。交換機2收到該數據幀后，發現目的MAC地址對應的端口就是接收數據幀的端口，則會丟棄該數據幀。抓包發現，交換機2收到了ARP廣播包，沒有做出任何回應，之后就將這個幀丟棄了。
