交换机的工作原理：

交换机根据收到数据帧中的源MAC地址建立该地址同交换机端口的映射，并将其写入MAC地址表中。

交换机将数据帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个端口进行转发。

如数据帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有端口转发。这一过程称之为泛洪（flood）。 广播帧和组播帧向所有的端口转发。

交换机本质上是拥有流量控制能力的多端口网桥，即很多的（二层） 交换机。把路由技术引入交换机，能够完成网络层路由选择的交换机称为三层交换机。

交换机的三个主要功能：

·学习：以太网交换机了解每一端口相连设备的MAC地址，并将地址同相应的端口映射起来存放在交换机缓存中的MAC地址表中。

·转发/过滤：当一个数据帧的目的地址在MAC地址表中有映射时，它被转发到连接目的节点的端口而不是所有端口（如该数据帧为广播/组播帧则转发至所有端口）。

·消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，以太网交换机通过生成树协议避免回路的产生，同时允许存在后备路径。

交换机的工作特性：

·用交换机分割的网段虽然处于不同的冲突域，但交换机所连接的设备仍然在同一个广播域内，也就是说，交换机不隔绝广播，不过，可用VLAN技术来控制广播域。

·交换机依据帧头的MAC地址信息进行转发，因此说交换机是工作在数据链路层的网络设备。

交换机三种端口模式：Access、Hybrid和Trunk。

Access类型的端口只能属于1个VLAN，一般用于连接计算机的端口；

Trunk类型的端口可以允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的报文，一般用于交换机之间连接的端口；

Hybrid类型的端口可以允许多个VLAN通过，可以接收和发送多个VLAN的报文，可以用于交换机之间连接，也可以用于连接用户的计算机。

Hybrid端口和Trunk端口在接收数据时，处理方法是一样的，唯一不同之处在于发送数据时：Hybrid端口可以允许多个VLAN的报文发送时不打标签，而Trunk端口只允许缺省VLAN的报文发送时不打标签。

STP生成树协议（Spanning Tree Protocol）

在由交换机构成的交换网络中通常设计有冗余链路和设备。这种设计的目的是防止一个点的失败导致整个网络功能的丢失。虽然冗余设计可能消除的单点失败问题，但也导致了交换回路的产生，它会导致以下问题。

·广播风暴

·同一帧的多份拷贝

·不稳定的MAC地址表

因此，在交换网络中必须有一个机制来阻止回路，而生成树协议（Spanning Tree Protocol）的作用正在于此。即：STP的任务就是查找出网络中的所有连接，关闭一些造成循环的冗余连接。该协议可应用于在网络中建立树形拓扑，消除网络中的环路，并且可以通过一定的方法实现路径冗余。

关于STP（Spanning Tree Protocol）生成树协议的内容可参考如下：

http://www.itale.cn/archives/2015/3/20150302175829.html

参考：
甘刚，《网络设备配置与管理》，人民邮电出版社，p160-165
http://www.jb51.net/network/65218.html
http://blog.163.com/li_sunny007/blog/static/101563216200810194114507/