在上節課中，我們對比了在物理層擴充套件乙太網的集線器，和在資料鏈路層擴充套件乙太網的交換機。
本節課我們介紹乙太網交換機自學習和轉發幀的流程，乙太網交換機工作在資料鏈路層，當然也包括物理層，需要說明的是目前市場上也有包含網路層部分功能的交換機，稱為三層交換機。
乙太網交換機收到幀後，在幀交換表中查詢幀的目的 MAC 地址所對應的介面號，然後透過該介面轉發幀。
乙太網交換機是一種即插即用的裝置，剛上電啟動時，其內部的幀交換表是空的。隨著網路中各主機間的通訊，乙太網交換機透過自學習演算法，自動逐漸建立起幀交換表。
下面我們來舉例說明，乙太網交換機自學習和轉發幀的流程，如圖所示，相互連線的兩臺乙太網交換機，各自連線了三臺主機，構成了一個交換式乙太網。為了簡單起見，各主機中網路卡上固化的 MAC 地址，僅用一個大寫字母表示，各主機互不相同。為了將重點放在乙太網交換機自學習和轉發幀的流程上，我們假設各主機已經知道了網路裝其他各主機的 MAC 地址，換句話說，不需要首先透過 ARP 來獲取目的主機的 MAC 地址。
假設主機 A 給主機 B 傳送幀，該幀從交換機 1 的介面 1 進入交換機 1，交換機 1 首先進行登記的工作，將該幀的源 MAC 地址 A 記錄到自己的幀交換表中，將該幀進入自己的介面的介面號 1，相應的也記錄到幀交換表中，上述登記工作就稱為交換機的自學習。
之後，交換機 1 對該幀進行轉發，該幀的目的 MAC 地址是 B，在幀交換表中查詢 MAC 地址 B，找不到，於是對該幀進行盲目的轉發，也稱為泛洪，也就是從除該幀進入交換機介面外的其他所有介面轉發該幀，可以看出交換機一開始還是比較笨的，他還沒有足夠的知識來明確轉發幀，只能進行盲目的轉發。
主機 B 的網路卡收到該幀後，根據幀的目的 MAC 地址 B 就知道這是傳送給自己的幀，於是就要接受該幀。主機 C 的網路卡收到該幀後，根據幀的目的 MAC 地址 B 就知道這不是傳送給自己的幀，於是就丟棄該幀。
該幀從交換機 2 的介面二進入交換機 2，交換機 2 首先進行登記的工作，將該幀的源 MAC 地址 A 記錄到自己的幀交換表中，將該幀進入自己的介面的介面號 2，相應的也記錄到幀交換表中。之後交換機 2 對該幀進行轉發，該幀的目的 MAC 地址是 B，在幀交換表中查詢 MAC 地址 B，找不到，於是對該幀進行盲目的轉發，主機 DEF 都會收到該幀，根據幀的目的 MAC 地址 B 就知道這不是傳送給自己的幀，於是丟棄該幀。
接下來主機 B 給主機 A 傳送幀，該幀從交換機 1 的介面 3 進入交換機 1，交換機 1 首先進行登記的工作，將該幀的源 MAC 地址 B 記錄到自己的幀交換表中，將該幀進入自己的介面的介面號 3，相應的也記錄到幀交換表中。之後，交換機 1 對該幀進行轉發，該幀的目的 MAC 地址是 A，在幀交換表中查詢 MAC 地址 A，可以找到，於是按照 MAC 地址 A 所對應的介面號 1，從介面 1 轉發該幀，這是明確的轉發。
主機 A 的網路卡收到該幀後，根據幀的目的 MAC 地址 A 就知道這是傳送給自己的幀，於是接受該幀，很顯然交換機 2 不會收到該幀。
接下來主機 E 給主機 A 傳送幀，該幀從交換機 2 的介面 3 進入交換機 2，交換機 2 首先進行登記的工作，之後，交換機 2 對該幀進行轉發，該幀的目的 MAC 地址是 A，在幀交換表中查詢 MAC 地址 A，可以找到，於是按照 MAC 地址 A 所對應的介面號 2，從介面 2 轉發該幀，這是明確的轉發，該幀從交換機 1 的介面 4 進入交換機 1，交換機 1 首先進行登記的工作，之後，交換機 1 對該幀進行轉發，該幀的目的 MAC 地址是 A，在幀交換表中查詢 MAC 地址 A，可以找到，於是按照 MAC 地址 A 所對應的介面號 1，從介面 1 轉發該幀，這是明確的轉發。
主機 A 的網路卡收到該幀後，根據幀的目的 MAC 地址 A 就知道這是傳送給自己的幀，於是接受該幀。
我們再來看看乙太網交換機丟棄幀的情況，為了演示該情況，我們給交換機 1 的介面 1 再連線一臺主機 G，為了簡單起見，沒有畫出集線器，這樣主機 A 主機 G，交換機 1 的介面 1 就共享同一條匯流排，假設主機 G 給主機 A 傳送幀，該幀透過匯流排進行傳輸，主機 A 和交換機 1 的介面 1 都可以收到，主機 A 的網路卡收到該幀後，根據幀的目的 MAC 地址 A 就知道這是傳送給自己的幀，於是接受該幀。交換機 1 收到該幀後，首先進行登記工作，之後，交換機 1 對該幀進行轉發，該幀的目的 MAC 地址是 A，在幀交換表中查詢 MAC 地址 A，可以找到 MAC 地址 A 所對應的介面號是 1，但是該幀正是從介面 1 進入交換機 1 的，交換機 1 不會再從該介面將該幀轉發出去，因為這是沒有必要的，於是丟棄該幀，很顯然交換機 2 不會收到該幀。
隨著網路中各主機都傳送了幀後，網路中的各交換機，就可以學習到各主機的 MAC 地址，以及他們與自己各介面的對應關係。
需要注意的是幀交換表中的每條記錄都有自己的有效時間，到期自動刪除。請大家想想看，這是為什麼呢？好不容易學習來的記錄，為什麼要到期自動刪除，這不是多此一舉嗎？這是因為 MAC 地址與交換機介面的對應關係，並不是永久性的，例如交換機某介面所連線的主機更換成了另一臺主機，又或者主機中的網路卡壞了，更換了新的網路卡，這些情況都會導致 MAC 地址與交換機介面的對應關係的改變。
相信大家還記得我們曾經介紹過的 ARP 快取記憶體表，表中的 IP 地址與 MAC 地址的對應關係記錄也是會定期自動刪除的，這是因為 IP 地址與 MAC 地址的對應關係，也並不是永久性的。
接下來請同學們參照我們剛剛所舉的例子，本題的答案如下所示，相信同學們都能解答正確。
接下來我們再來做幾道相關的考研題，這是計算機專業考研全國統考計算機網路部分 2009 年的題 36，答案是選項 A。
PDU 的意思是協議資料單元，它是計算機網路體系結構中對等實體間邏輯通訊的物件。乙太網交換機工作在資料鏈路層，也包括物理層，他接收並轉發的 PDU 通常稱為幀。
乙太網交換機收到幀後，在幀交換表中查詢幀的目的 MAC 地址所對應的介面號，然後透過該介面轉發幀，MAC 地址又稱為硬體地址或實體地址。請注意不要被物理二字誤導，認為實體地址屬於物理層範疇，實際上實體地址屬於資料鏈路層範疇。
再來看 2014 年的題 34，答案是選項 B 。
根據題意左側主機給右側主機傳送資料幀，該幀從交換機的介面 1 進入交換機，交換機首先進行登記的工作，將該幀的源 MAC 地址記錄到自己的幀交換表中，將該幀進入自己的介面的介面號，相應的也記錄到幀交換表中。之後交換機對該幀進行轉發，在幀交換表中查詢該幀的目的 MAC 地址，找不到，於是對該幀進行盲目的轉發。因此交換機轉發資料幀的埠為 2 和 3。
根據題意，右側主機收到左側主機傳送的資料幀後，給左側主機傳送確認幀，該幀從交換機的介面三進入交換機，交換機首先進行登記的工作，將該幀的源 MAC 地址記錄到自己的幀交換表中，將該幀進入自己的介面的介面號，相應的也記錄到幀交換表中。
之後，交換機對該幀進行轉發，在幀交換表中查詢該幀的目的 MAC 地址，可以找到，於是按照 MAC 地址做對應的介面號 1 從介面 1 明確轉發該幀，因此交換機轉發確認幀的埠為 1：
本節課的內容小結如下：
