交换机在网络体系结构中扮演着至关重要的角色，主要工作在数据链路层（第二层，Layer 2），这是OSI（开放系统互联）模型的一部分。然而，随着技术的发展，现代交换机的功能已经超越了传统的二层交换机，部分高端交换机还能够工作在网络层（第三层，Layer 3），这使得它们能够执行路由功能。

数据链路层（Layer 2）

在数据链路层，交换机的主要任务是根据MAC地址（媒体访问控制地址）转发数据帧。当一台计算机发送数据时，它会将数据封装成一个数据帧，并附上目标设备的MAC地址。交换机通过读取这些数据帧中的MAC地址信息，决定如何将数据帧从源端口转发到目标端口。这种基于MAC地址的转发方式有助于构建更高效和安全的局域网（LAN）环境。

网络层（Layer 3）

一些高级交换机支持第三层功能，即网络层功能。这些交换机可以理解IP地址，并根据需要进行路由选择，从而实现不同子网之间的通信。这种能力使得三层交换机能够在不牺牲性能的情况下处理复杂的网络架构，非常适合大型企业网络或数据中心使用。

总之，虽然传统意义上的交换机主要工作在数据链路层，但现代技术的发展使得许多交换机具备了跨层工作的能力，特别是对于那些需要复杂网络管理和优化的企业级应用来说，这一点尤为重要。