交换机是一种用于电(光)信号转发的网络设备，主要功能包括学习MAC地址、转发数据帧、消除回路、连接不同网络和划分局域网。

交换机的核心功能是学习和转发数据帧，当交换机首次接收到来自某个端口的数据帧时，它会记录该数据帧的源MAC地址，并将其与接收端口关联起来，存储在内部的MAC地址表中，当再次收到目的地址为该MAC地址的数据帧时，交换机会根据MAC地址表将数据帧直接转发到相应的端口，而不是广播到所有端口。

交换机通过生成树协议（STP）来防止网络中的回路产生，生成树协议可以动态地计算最优路径，并阻止多余的数据流，确保网络的稳定性和高效性。

除了上述基本功能外，现代交换机还支持许多高级功能，如虚拟局域网（VLAN）、链路聚合、以及防火墙功能，这些功能使得交换机不仅能够提高网络性能，还能增强网络安全和管理灵活性。

交换机在现代网络中扮演着至关重要的角色，它不仅提高了数据传输的效率和可靠性，还通过多种高级功能增强了网络的管理能力和安全性。