第二层交换机位于OSI模型的第二层，即数据链路层。与普通交换机相比，二层交换技术的发展相对成熟。二层交换机是一种数据链路层设备，能够识别数据包中的MAC地址信息，并根据MAC地址进行转发。而二层交换机支持线速交换，所以吞吐量更大。
工作在数据链路层，二层交换机可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址和对应的端口记录在自己的内部地址表中。
数据链路层主要接收物理层提供的比特流服务，在相邻节点之间建立链路，检测并纠正传输中可能出现的错误，并向网络层提供无错透明传输。
数字链路层传输的基本单位是“帧”。每个帧包括一定量的数据和一些必要的控制信息。
目前，以太网帧有四种不同的格式。每种格式的开头都有一个64位(8字节)的前同步码。前7个字节称为前同步码，最后一个字节是帧起始标识符0xAB，它标志着以太网帧的开始。前导字符用于同步接收节点并准备接收数据帧。后面是6个字节的目的MAC地址，6个字节的源MAC地址，后面的帧因格式不同而不同，最后4个字节是帧校验序列FCS。从“目的地MAC地址”字段到“数据”字段的数据通过32位CRC循环冗余校验来校验。不同格式的以太网帧的每个字段定义是不同的，并且彼此不兼容。
开关的具体工作流程如下：
1)当交换机从某个端口接收到一个数据帧时，首先读取报头中的源MAC地址，这样就知道有源MAC地址的机器连接到了哪个端口；
2)读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找对应的端口；
3)如果该端口下的主机访问该端口下的主机，将被丢弃；
4)如果表中有目的MAC地址对应的端口，则将数据包直接转发到该端口；
5)如果在表中找不到相应的端口，数据包将被广播到所有端口。当目的机器响应源机器时，交换机可以记录这个目的MAC地址对应哪个端口，所以下次传输数据时不再需要广播所有端口。在这个过程中，可以获知整个网络的MAC地址信息。第2层交换机就是这样建立和维护自己的端口地址表的。
端口下主机的MAC地址记录在端口地址表中，端口地址表是交换机上电后自动建立的，存储在RAM中，自动维护。地址列表中的条目具有生存期。当每个条目建立后开始写下时，每次发送数据的时间都必须刷新。对于长期不发送数据的主机，其MAC地址的条目在寿命结束时被删除，因此最活跃主机的MAC地址总是记录在端口的表面。
