我们还是拿《从最底层说起——物理层》中的例子说事，同样是A、B、C、D 4台主机通信，如果把集线器换成二层交换机，A、B、C、D分别连接到交换机的1～4号端口下，这时4台主机就组成了一个小的二层局域网，虽然从外观上看交换机和集线器几乎一模一样，但是主机间通信的机制完全不同，毕竟上升了一个层面，交换机高大上了许多。
二层交换是根据MAC地址（物理地址）进行转发的，我们先来介绍一下MAC地址。
每一个主机的网卡和网络设备的接口在出厂时都预先分配了一个MAC地址，MAC地址就像我们的身份证号，是一个独一无二的标识，从一出生就伴随你一辈子，一般情况下不会更改。MAC地址共48个比特，为了读写方便通常用12个16进制数字来表示，比如00-E0-FC-00-00-06，其中前24位是由国际标准组织IEEE分配给设备厂商，后24位由厂商自己定义。
源地址就是主机自己的MAC地址，目的地址是对方目的地址，假设这是一个以太网Ⅱ帧，上层是IP协议的数据包，类型值就是0800，然后加上数据净荷，做一个校验，将FCS结果添加到最后，这就组装成一个完整的以太网帧了，主机A通过网线将这一帧丢给了交换机。
在交换机下的主机之间要通信，比如A要对D说话，交换机是如何根据MAC地址将A说的话转达给D的呢？
交换机收到了A的数据之后，先不管你要找谁，首先要看看来者何人，通过查看A发来数据帧的源MAC地址知道了1端口的这个主机叫做A，交换机拿出本子记下了：主机A—端口1，这时候形成了他的第一条地址表。
这时交换机并不清楚D在哪里，于是他对除了A之外的3个端口说：“你们三位注意了，有个叫A的家伙正在呼叫D，收到请回答。”
D收到之后一看目的MAC地址，心想：这不是找我的吗？于是D会对交换机回应数据包告知：“俺就是你要找的D。”而其他B和C两个主机知道此事和自己没有关系，就很淡定地直接将数据包丢弃，就像什么都没有发生过。
交换机收到D的应答数据帧，又通过源MAC地址得知了主机D在4号端口上，于是交换机又建立了一条地址表：主机D—端口4。
图1 二层交换原理
在二层网络里数据帧就是这样到达目的主机。目的主机D对数据帧进行FCS校验，如果数据有误就自动丢弃；如果无误，就剥离以太网帧的头和尾，取出数据部分，也就是IP包，交给上一层IP层去处理，就像我们收到信后将信封拆掉取出里面的信一样，二层看不懂信就交给IP层，IP层能看懂。
这样A到D就通过交换机完成了一次通信，在此过程当中，交换机得到了A和D的两个MAC地址，下一次发往A和D的数据就不会再告知天下，而是直接发到所对应的端口。每个主机发送给交换机的帧里都有源MAC地址，相当于自报家门，交换机根据源MAC地址建立MAC地址表这个过程叫做学习，经过了如此这般若干个回合之后，交换机对于其各个端口和主机的对应关系已经熟记于心，形成了MAC地址和端口的对应表，也就是完整的MAC地址表。
表一 MAC地址表
交换机会根据数据帧的目的MAC地址查找地址表，决定从哪个端口转发数据，如果查找不到就广播给除源端口之外的所有端口，所以广播这个问题二层交换机也没有解决，交换机的各个端口还同属于一个广播域。
交换机有一定的缓存能力，能够同时存储很多个主机发送的数据，这个时候大家一起说话都没关系，交换机都能够一一地缓存起来，即便链路繁忙，交换机会在链路空闲时将信息转发出去，如此一来ABCD之间便没有了冲突。所以，交换机实现了冲突域的隔离。
二层交换的方式被形象的称作“通信基本靠吼”，二层交换在规模较小的局域网中非常适合，但是如果网络中的主机非常多，这样的机制就有了很大的问题。主机频繁广播就会过多占用带宽资源，造成带宽的浪费。如果大喇叭不停地在办公室里喊，谁是张三有人找，谁是李四来一趟，大家一定会觉得太扰民。
而且公司大了，人员流动性也很大，人员的大量变动对交换机来说都要一一地去学习，交换机表示压力很大。
图2 二层交换的局限性
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