1.交换机工作机制演示
拿下图1所示网络拓扑来说明。
图1 交换机示例拓扑图
打开电脑PC-CLIENT1的控制台，ping电脑PC-CLIENT2的ip，发现是可以ping通的，如下图2：
图2 PC-CLIENT1PingPC-CLIENT2
说明交换机做了连接和转发。那么交换机是怎么转发数据的呢？是通过它里面内置的MAC表。我们打开交换机控制台，输入“dis mac-address”指令查看交换机目前的MAC表（因为MAC地址表有一段时间没有数据就会清空，所以在电脑上ping完立刻就去看）：
图3 交换机S5700-LSW1的MAC地址表
MAC地址表记录了所连接设备的MAC地址（Mac Address字段）以及数据交换的端口（Ports字段）,其中MAC地址为5489-98b3-0bea的电脑连接的是交换机的1号口，另一条电脑连接的是2号口。所以如果交换机的目标MAC地址是5489-98b3-0bea的电脑，则会选择将数据发往1号口。
这里我们看电脑的MAC确实如交换机记录的一样：
PC-CLIENT1的MAC地址：
图4 PC-CLIENT1的MAC地址
PC-CLIENT2的MAC地址：
图5 PC-CLIENT2的MAC地址
2.交换机存在三种转发机制
1）直通转发=Cut-through
●交换机已确定帧的目的MAC地址和正确的端口号，就立即将帧转发出去。
●通常情况下，大约收到帧头14个字节左右就开始转发。
●但它连小于64字节的帧以及一些坏帧（电子干扰产生的数据损坏）也一块转发，可能浪费带宽。
2）存贮转发=Store and foeward
●转发之前要先收到完整的帧并进行CRC校验、确定目的地址。
●交换机将整个帧存储在内存缓冲区中，直到它获得有效资源才将其发往目的地。
●好处是能够抛弃小于64字节的帧以及其他任何受损的帧，这样可以节约带宽。
●缺点是延迟较大且不固定，因为它在转发之前要收到并处理完整的帧。
3）碎片隔离
该方式介于直通转发和存贮转发之间：当收到的帧特别小的时候（小于64帧节的坏帧），把它扔掉；但是大于64帧节的帧，他不会去校验帧是否受损，而是直接转发，所以碎片隔离是介于直通转发和存贮转发之间的一种折中方式。优点就是速度比较快，比较稳定。
3.交换机的优点、特征、功能
图6 交换机可以隔离冲突域
交换机是可以隔离冲突域的，解决Hub多端同时发送会冲突的问题，每个接口都是独立的冲突域，每个接口可以同时收包和同时发包。
交换机的特点：
图7 交换机的特点
1）交换机是在局域网中使用的最多的通信设备（像防火墙和路由器都是在网络的边界使用）。
2）交换机可以让多个节点进行互联互通。
3）交换机是一个全双工的设备（同时收同时发）。
4）自适应端口。
交换机的每个接口都有一个指示灯，指示灯会有不同的颜色，代表不同的速度。一般绿色就是代表满速，橙色代表向下兼容。
交换机有三个功能：地址学习、帧的转发/过滤、环路防止（企业级的才有）。
4.交换机CAM表和学习过程
下图描述的就是MAC地址表是如何自我学习的。因为一个新的交换机，MAC地址表是空的，他需要通过承接数据转发，来学习并维护自身的MAC地址表。
图8 交换机MAC地址学习过程
MAC地址表学习的原理并不复杂，只有一句话：
当交换机收到一个数据帧，会把这个数据帧的原MAC，以及数据来源端口做对应进行更新。
上图中PCA从端口1来的数据包，交换机就记录了A的MAC地址以及所在端口；此时PCA的数据是要转发给PCB的，但是交换机并不知道PCB的MAC地址以及连接端口，此时交换机会做一个动作，叫做“泛洪”（就是从除了入口外的所有接口转发出去），此时PCB也连接了交换机，就会收到“泛洪”推送的数据包，此时PCB回应了PCA数据，交换机就维护上了B的信息，下一次发送给B数据时，就不用再“泛洪”了。
下图就是一个“泛洪”的例子，交换机的MAC地址表一开始是空的，第一次发数据就是发所有机器，而第二次就按照学习好的MAC表精确发给目的设备了：
Mac地址隔一段时间就会被清空，这个时间叫“老化时间”，默认是300秒。使用以下命令可以该表老化时间：
mac-address aging-time 200除了正常转发以及泛洪外，当路由器发现数据包的目的接口就是收到接口的时候，就会丢弃这个数据包不进行处理。所以交换机有“转发（Forwarding）、泛洪（Flooding）、丢弃（Discarding）”三种数据处理方式。