在计算机网络中，交换机的工作层次决定了其性能和应用范围。通常，交换机主要工作在第二层，即数据链路层。在这一层，交换机能识别数据包中的MAC地址信息，依据这些地址进行数据包的转发。二层交换机拥有一个地址表，用于记录MAC地址与端口之间的对应关系。具体来说，当交换机接收到一个数据包时，它会读取包头中的源MAC地址，借此确定源设备连接在哪个端口。随后，它会查找目的MAC地址，并在地址表中找到对应的端口。如果找到了相应的端口，交换机会直接将数据包复制到该端口。若找不到对应的端口，交换机会将数据包广播到所有端口，直到目的设备回应。此时，交换机将学到目的MAC地址与哪个端口相关联，下次传输数据时就无需对所有端口进行广播。
三层交换机则结合了传统交换机和路由器的功能。它不仅具备二层交换机的数据包转发能力，还具备路由功能。三层交换机的主要目的是加速大型局域网内部的数据交换，并通过一次路由多次转发的方式，实现数据包的高速传输。这种技术将二层交换技术和三层转发技术结合起来，能够在OSI网络标准模型中的第三层实现数据包的高速转发，从而在确保网络路由功能的同时，实现最优的网络性能。
与传统交换机相比，三层交换机具备一系列显著的优势。首先，它能够显著提升访问速度。其次，三层交换机能够充分利用现有资源，通过灵活配置子网间的带宽，实现资源的最大化利用。再者，三层交换机能根据网络状况调整网络性能，进一步降低成本。最后，三层交换机具备一定的安全机制，例如访问列表功能，可以实现不同VLAN间的单向或双向通信，从而提高网络的安全性。
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