一、交换机的三张表
在讲交换机转发工作原理前，先介绍交换机的三张表：
1.ARP缓存表：ARP(Address Resolution Protocol)地址解析协议，主要作用将目的IP地址解析(映射)为目的MAC地址；ARP缓存表是主机用来缓存其他主机IP地址和MAC地址映射关系的表。
1.1.二层实验：
拓扑图如下：
交换机不做任何配置，PC1 ping PC2。
PC1和PC2的ARP缓存表都存在对方IP地址和MAC地址映射关系，交换机上没有相关记录，由此得出交换机在二层组网中不会缓存网段内主机的ARP记录；
1.2.三层实验：
拓扑图如下：
交换机配置如图，PC1 ping PC2。
因为PC1与PC2处于不同网段，所以ARP缓存表记录的是网关的IP地址和MAC地址映射关系。此时交换机有了ARP缓存表，记录的是PC1、PC2与网关的映射关系。因此在三层组网中，交换机才会缓存ARP记录。
通过路由追踪和查看路由表可以直观分析出，PC1通过网关G0/0/1口出去，匹配去往2.2.2.0/24的直连路由到达PC2，同理PC2回的包经过网关G0/0/2口出去，匹配去往1.1.1.0/24的直连路由到达PC1。
2.MAC地址表
MAC地址表是交换机能够正常工作的重要依据，它相当于交换机保存的一张“地图”。MAC地址表中的每一个表项都包含着MAC地址、VLAN-ID以及交换机接口等信息。交换机的MAC地址表由ARP缓存表生成，主要映射同网段及不同网段之间的主机MAC地址和主机连接的交换机端口的映射关系表。如下图为1.2实验中交换机的MAC地址表。
3.路由表
路由表在网络间载获发送到远地网段的报文,起转发的作用。三层交换机中，启用不同VLAN(虚拟局域网)划分不同的广播域(网段)，不同广播域之间的主机需要通信时，会匹配路由表中的路由条目，匹配上则进行数据转发，匹配不上则丢弃。
二、交换机的转发方式
交换机有三种转发方式分别为泛洪、转发、丢弃。
已知单播帧：交换机能直接匹配MAC地址表项转发的数据帧。
未知单播帧：交换机中没有记录能直接转发该数据帧的MAC地址表项。
工作原理：当交换机收到一个未知单播帧时，除接收到该数据帧VLAN下的接口外，交换机会向VLAN内的其他所有UP的成员接口进行泛洪(向所有节点转发该数据帧)。如若有目标节点响应后，交换机会刷新MAC地址表映射它们间的关系，从而该未知单播帧变为已知单播帧，当交换机再次收到该帧直接匹配MAC地址表进行转发；如若没有目标节点响应，交换机则丢弃该数据帧。
三、总结
1.ARP缓存表与MAC地址表区别
1.1.ARP缓存表是主机用来缓存其他主机的IP地址和MAC地址的映射关系的表；其作用是数据包在二层封装时需要目的MAC地址时查找的表；ARP缓存溢出时会依次删除第一个表项把最新的表项存在末尾；默认老化时间20min。
1.2.MAC地址表是交换机用来缓存连接在各端口的主机的源MAC地址和出接口的映射关系的表；其作用是是数据帧经过交换机时需要转发到对应端口时查找的表；MAC地址表溢出时不会存入新的表项；默认老化时间5min。
2.交换机二、三层转发原理简述
PC在进行通信时，会进行与运算，计算网络位是否相同，网络位相同，进行二层通信，网络位不同，进行三层通信。交换机三层是通过IP路由表进行数据转发的。
