二層交換機是位于于OSI模型的第2層也就是數據鏈路層。和普通的交換機相比就是二層交換技術的發展比較成熟，二層交換機屬數據鏈路層設備，可以識別數據包中的MAC地址信息，根據MAC地址進行轉發，并且二層交換機支持線速交換，吞吐量要大一些。

二層交換機工作于數據鏈路層，可以識別數據包中的MAC地址信息，根據MAC地址進行轉發，并將這些MAC地址與對應的端口記錄在自己內部的一個地址表中。

數據鏈路層主要通過接收物理層提供的比特流服務，在相鄰節點之間建立鏈路，對傳輸中可能出現的差錯進行檢錯和糾錯，向網絡層提供無差錯的透明傳輸。

在數量鏈路層傳輸的基本單位為“幀（Frame）”。每一幀包括一定數量的數據和一些必要的控制信息。

目前，有四種不同格式的以太網幀，在每種格式的以太網幀的開始處都有64比特（8字節）的前導字符，其中，前7個字節稱為前同步碼（Preamble），最后1個字節是幀起始標志符0xAB，它標志著以太網幀的開始。前導字符的作用是使接收節點進行同步并做好接收數據幀的準備。緊接著的是6字節的目標MAC地址，6字節的源MAC地址，隨后的幀因不同的格式而各不同，最后4個字節是幀校驗序列FCS ，采用32位CRC循環冗余校驗對從“目標MAC地址”字段到“數據”字段的數據進行校驗。不同格式的以太網幀的各字段定義都不相同，彼此也不兼容。

交換機的具體工作流程如下：

1） 當交換機從某個端口收到一個數據幀，它先讀取包頭中的源MAC地址，這樣它就知道源MAC地址的機器是連在哪個端口上的；

2） 再去讀取包頭中的目的MAC地址，并在地址表中查找相應的端口；

3） 如本端口下的主機訪問本端口下的主機時丟棄；

4） 如表中有與這目的MAC地址對應的端口，把數據包直接轉發到這端口上；

5） 如表中找不到相應的端口則把數據包廣播到所有端口上，當目的機器對源機器回應時，交換機又可以記錄這一目的MAC地址與哪個端口對應，在下次傳送數據時就不再需要對所有端口進行廣播了。不斷的循環這個過程，對于全網的MAC地址信息都可以學習到，二層交換機就是這樣建立和維護它自己的端口地址表。

端口地址表中記錄了端口下包含主機的MAC地址，端口地址表是交換機上電后自動建立的，保存在RAM中，并且自動維護。端口地址列表中表項是有生命期的。每個表項在建立后開始進行倒記時，每次發送數據都要刷新記時，對于長期不發送數據的主機，其MAC地址的表項在生命期結束時被刪除，所以端口地地表記錄的總是最活動的主機的MAC地址。