交换机是一种扩展网络的设备，可以为子网络提供更多的连接端口，以连接更多的计算机。例如：你住在一个小区的一栋楼里，楼上，楼下有什么事叫一声就知道了。但是住的人多了之后，就会出现噪音扰民的问题，你听到的大部分内容都与你无关。所以我们一起同意，社区内的一切都以信件的形式通过门卫传递，社区外的通信由门卫和邮递员传递。这样就不能解决噪音扰民的问题。传播室负责社区内的通信，邮递员负责社区外的通信。不能没有门卫行吗？是的，如果小区人不多，完全不需要门卫这个角色。但是，如果社区里有很多人，没有守门员的角色，邮递员的负担就会大大增加。本来他一到小区门口就把成捆的信留给守门员就走了，现在要挨家挨户敲门。

喊声等于集线器，门卫等于交换机，邮递员等于路由器。为了与外界通信，必须使用路由器；家庭网络，网络终端不多，路由器可以扮演交换机的角色；网吧和中大企业需要使用交换机来分担内部通信压力；01交换机在OSI参考模型的第二层（数据链路层）工作。交换机是一种多端口的网桥，可以在计算机网络上连接不同的设备。在数据链路层中，交换机使用MAC地址将数据转发给目标设备，通过报文交换接收和转发数据。一些交换机引入路由功能，可以在网络层转发数据，一般称为三层交换机或多层交换机。交换机在MAC地址基础上转发数据包，对IP网络协议透明。

当每个端口成功连接时，交换机内部的CPU将通过对应MAC地址和端口形成MAC表。在通信过程中，发送到MAC地址的数据包只会发送到相应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。02交换机在操作过程中观察每个端口的数据帧，获取源MAC地址，不断收集数据，在内部高速缓存中创建MAC地址和端口映射表。当在映射表中发现交换机接收到的数据帧的目的地时，交换机将数据帧送到相应的端口。如果找不到，将数据帧广播到端口所属虚拟局域网(VLAN)的所有端口。如果有响应数据包，交换机将在映射表中添加新的对应关系。

当交换机第一次加入网络时，所有数据帧将发送到虚拟局域网的所有端口，直到交换机学习到每个MAC地址。这样，当交换机刚刚启动时，它类似于传统的共享集线器，直到映射表创建，它才能真正发挥其性能。这种方式改变了共享以太网的方式，就像在不同的驾驶方向铺设立交桥一样，不同方向的汽车可以同时通过，从而大大提高了流量。提供多端口的二层桥接是以太网交换机的核心功能，许多交换机也提供其他级别的服务。这种不仅提供桥接功能的交换机也被称为多层交换机。多层交换机可以在多个层面学习拓扑结构，也可以在一层或多层上转发。

在不控制任何流量的情况下，一层一层的网络设备传输数据，如集线器。除进入端口外，任何进入端口的数据包都将被转发到所有其他端口。由于每个数据包都会分发到所有端口，冲突会影响整个网络，从而限制其整体能力。三层三层交换机可以处理第三层网络层协议，用于连接不同的网段，通过查询和学习缺失的网关来创建两个网段之间的直接连接。多子网连接在局域网中，最好选择三层交换机，尤其是在不同子网数据交换频繁的环境中。当然，如果子网之间的通信不是很频繁，使用路由器是可以理解的，也可以达到子网安全隔离和相互通信的目的。根据实际需要确定具体情况。

三层交换机可以实现路由器的全部或部分功能，但只能用于同类型局域网之间的互联。这样，三层交换机可以像二层交换机一样通过MAC地址标志数据包，也可以像传统路由器一样在两个局域网之间转发功能较弱的路由。其路由转发不是通过软件维护的路由表，而是通过特殊的ASIC芯片处理这些转发；四层交换机可以处理第四层传输层协议，将会话绑定到特定的IP地址，实现虚拟IP；七层更智能的交换器可以充分利用频宽资源过滤、识别和处理应用层数据转换的交换设备。虽然交换机很少参与家庭网络，但它是非常重要的网络设备之一。它可以扩展网络，提供更多的网络连接端口，并确保网络的有效和稳定的连接。