学习-记忆-接受-查找-转发

看似复杂的交换机，其实就是由学习-记忆-接受-查找-转发五个步骤进行工作的。通过广播方式“学习”网卡MAC地址，并将“MAC地址-端口号”的对应关系创建为一个地址表“记忆”在内存中。从源端口“接收”到数据后，在地址表中“查找”与目的MAC地址相对应的端口，然后将数据帧“转发”至目的端口。

当交换机从某个端口收到一个数据包时，读取包头中的源MAC地址，从而建立源端口与源MAC地址的对应关系，并将其添加至地址表。由于交换机能够自动根据收到的以太网帧中的源MAC地址更新地址表的内容，所以交换机使用的时间越长，学习到的MAC地址就越多，未知的MAC地址就越少，因而广播的包就越少（如果目的MAC地址未知，则将该包作广播包处理），处理速度就越快。

读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口。如果地址表中有与该目的MAC地址对应的端口，则把数据包直接复制到这端口上。由于不是将该帧发送到所有端口，从而使那些既非源端口又非目的端口的端口间仍然可以进行相互间的通信，进而提供了更高的传输速率。

如果在MAC地址表中没有找到该MAC地址，也就是说，该目的MAC地址是首次出现，则将该帧发送到所有其他端口（源端口除外），相当于该帧是一个广播帧。拥有该MAC地址的网卡在接收到该广播帧后，将立即作出应答，从而使交换机将“端口号-MAC地址”对照表添加到地址表。

不断重复上述过程，交换机即可实现所有数据的转发，并逐步学习和记忆整个网络中的MAC地址，不断丰富和完善自己的MAC地址表。

人类的记忆会随着时间的流逝而淡忘。那么交换机是否会永久性地记住所有的端口号-MAC地址关系呢？

答案是否定的。

交换机内存有限，因此能够记忆的MAC地址数量也是有限的。既然不能无休止地记忆所有的MAC地址，那么也必须赋予其相应的忘却机制，从而吐故纳新。

自动老化时间（Auto-aging Time）机制，是交换机特色之一，若某MAC地址在一定时间内（默认为300 s）不再出现，那么交换机将自动把该MAC地址从地址表中清除。当下一次该MAC地址重新出现时，将会被当做新地址处理。另外，由于地址表是保存在内存中的，因此当交换机断电或重新启动后，地址表数据将会全部丢失，必须重新学习。

交换机可以在任意一对端口之间建立临时专用通道，不同端口间的转发可以并行操作。这就像是在各端口间建立起了一座立交桥，形成立体交叉结构，不同流向的数据各行其道，每个端口均能够独享固定带宽，传输速率几乎不受计算机数量的影响。另外，当两个或两个以上的端口与同一目的端口进行通信时，交换机将把这些数据帧暂时保存在缓存中，然后根据顺序对其逐一处理和转发，从而实现“多”对“一”的通信。