什么是二层交换机？

二层交换机也称为数据链路层交换机，工作在OSI模型的第二层，主要功能是根据目的MAC地址将数据包从一个接口转发到另一个接口，实现局域网内部的数据交换。

二层交换机的工作原理：

（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上的。

（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在MAC地址表中查找相应的端口。

（3）如果MAC地址表中有与目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到该端口上。

（4）如果MAC地址表中找不到相应的端口，则把数据包广播到所有端口上。当目的机器对源机器回应时，二层交换机又学习到目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。

（5）不断的循环这个过程，可以学习到整个局域网的MAC地址信息，二层交换机就是这样建立和维护自己的MAC地址表。

什么是三层交换机？

三层交换机也称为网络层交换机，工作在OSI模型的第三层，结合了二层交换机和路由器的功能。它不仅能够实现局域网内部的数据交换，还能够连接不同子网，并根据目的IP地址进行数据包的转发。

主要功能：

数据包的转发：三层交换机能够根据目的IP地址查找路由表，找到最佳的路径，并将数据包转发到相应的接口。它通过学习和维护路由表来实现数据包的转发。

跨网段通信：三层交换机能够连接不同的子网，实现跨网段的数据转发。它可以将数据包从一个子网转发到另一个子网，实现不同子网之间的通信。

路由功能：三层交换机具备路由器的功能，能够进行路由计算和路由协议的学习，实现不同网络之间的数据转发。

三层交换机的工作原理：

IP设备A--------------------三层交换机--------------------IP设备B

（1）比如A要给B发送数据，已知目的IP，那么A就用子网掩码取得网络地址，判断目的IP是否与自己在同一网段。

（2）如果在同一网段，但不知道转发数据所需的MAC地址，A就发送一个ARP请求，B返回其MAC地址，A用此MAC封装数据包并发送给交换机，交换机起用二层交换模块，查找MAC地址表，将数据包转发到相应的端口。

（3）如果目的IP地址显示不是同一网段的，那么A要实现和B的通讯，在流缓存条目中没有对应MAC地址条目，就将第一个正常数据包发送向一个缺省网关，这个缺省网关一般在操作系统中已经设好，对应第三层路由模块，所以可见对于不是同一子网的数据，最先在MAC地址表中放的是缺省网关的MAC地址;然后就由三层模块接收到此数据包，查询路由表以确定到达B的路由，将构造一个新的帧头，其中以缺省网关的MAC地址为源MAC地址，以主机B的MAC地址为目的MAC地址。通过一定的识别触发机制，确立主机A与B的MAC地址及转发端口的对应关系，并记录进流缓存条目表，以后的A到B的数据，就直接交由二层交换模块完成。这就通常所说的一次路由多次转发。

二层交换机和三层交换机有什么区别？

功能区别：

二层交换机只能在局域网内进行MAC地址之间的转发，不具备路由功能。

三层交换机除了可以实现与二层交换机相同的MAC地址表转发外，还可以实现IP地址的路由功能。

工作方式区别：

二层交换机通过学习每个接口连接的设备的MAC地址来构建一个MAC地址表，用于处理后续数据包的转发。

三层交换机除了构建MAC地址表，还会生成一个路由表，以便在不同的子网之间转发数据包。

范围区别：

二层交换机适用于局域网内部，通常用于连接局域网中的计算机、服务器等设备。

三层交换机则适用于大型企业网络中，可以实现跨子网的互联，支持更复杂的网络拓扑结构。

综上所述，二层交换机主要负责局域网内部的数据转发，而三层交换机则更加强大，可实现跨子网的路由功能。