2层交换原理：

   交换机工作在数据链路层，有很高的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有端口都挂在背部总线上，当控制电路收到数据包是，首先查找内存中的MAC地址表和端口对应关系，如果有目的MAC地址，则内部交换矩阵将数据根据端口对应关系发到目的MAC主机。如果不存在，则交换机将发出广播，所有接受到广播的主机，查看自己的MAC是否为目的MAC，不是则丢弃，是则响应，并且这一过程将被交换机学习到MAC和端口对应关系，以备后续的应用。交换机能够隔离冲突域，不能隔离广播域。总结：交换机的工作原理分为：存储、转发、学习、更新。

3层交换机原理：

   众所周知，2层交换机工作在数据链路层，而3层交换机可以简单的理解为2层交换技术+3层转发技术，是为了提高网络的访问瓶颈而出现的，实现了一次路由，多次转发的访问方式。在3层交换机还没有出现之前，我们要实现不通vlan之间的访问，必须要经过的就是路由器，但是路由器的原理特性，大大制约了网络的访问速度，根据需求的发展，渐渐的出现3层交换机、核心交换机以及多层交换机。可以说集成了2层交换和3层转发的交换机，本质上就是为了提高访问速度。

   举例：假设A和B使用3层通信技术通信，当A站点开始发送信息时，首先将自己的IP地址和B的IP地址进行比较，如果处于同一网段，则使用2层技术进行转发，否则，A会向自己的默认网关发送ARP封包。而默认网关就是3层交换模块。当默认网关收到A的ARP广播后，如果在已存的MAC地址表中有B的MAC地址，则直接转发给B，且B会给3层交换模块一个回应，然后有3层交换模块在转交给A，否则，3层交换模块也会想B所在的子网发出ARP广播，而B此时会做出回应，这时3层交换模块会在自己的MAC地址表当中存储B的MAC地址和接口对应关系，以便下次的查找，然后将B的回应信息交给A.此时A和B就通过三层交换技术实现通信。

   3层交换机的实现方式有纯硬件和纯软件方式。

   纯硬件的实现方式是靠ASIC芯片实现的，技术复杂、成本高，但是他的性能高、速度快。工作原理是：当数据由端口芯片接受到以后，首先在2层芯片中查找响应的MAC地址，如果查到则直接转发，否则交给3层引擎，由ASIC芯片查找相应的路由表信息，与数据目的IP地址就行比对，然后发送ARP数据包到目的主机，然后将MAC地址交给2层交换芯片，由2层芯片进行数据转发。

   纯软件的实现方式是靠CPU芯片实现的，技术简单、成本低，但是传输速度慢，不合适做骨干。其原理和纯硬件类似。