网络交换机的工作原理主要涉及数据帧的接收、学习、转发等过程，具体如下：

数据帧的接收

网络中的设备（如计算机、服务器等）发送的数据是以数据帧的形式在网络中传输的。网络交换机通过其端口接收这些数据帧，每个端口都可以独立地接收数据帧，并且能够同时处理多个端口的输入数据。

地址学习

MAC地址表：交换机具有一个MAC地址表，用于记录连接到其各个端口的设备的MAC地址。当交换机接收到一个数据帧时，它会检查数据帧中的源MAC地址和目的MAC地址。

学习过程：如果源MAC地址不在MAC地址表中，交换机会将该源MAC地址与接收该数据帧的端口号对应起来，并记录到MAC地址表中。通过这种方式，交换机逐渐了解网络中各个设备连接在哪个端口上。

数据帧的转发

查找MAC地址表：交换机接收到数据帧后，会根据数据帧中的目的MAC地址在MAC地址表中进行查找。

单播转发：如果在MAC地址表中找到了与目的MAC地址对应的端口号，交换机就会将数据帧从该端口发送出去，只将数据帧转发到目标设备所在的端口，从而实现了一对一的通信，提高了网络效率和安全性。

广播转发：如果目的MAC地址是广播地址（如FF:FF:FF:FF:FF:FF），或者交换机在MAC地址表中没有找到对应的目的MAC地址，交换机会将数据帧从除接收端口外的所有其他端口发送出去，这就是广播转发。这样，网络中的所有设备都能接收到该数据帧，但只有目的设备会对其进行处理。

组播转发：对于组播数据帧，交换机根据组播MAC地址和已建立的组播转发表，将数据帧转发到属于该组播组的端口，实现一对多的通信。

数据帧的过滤

基于MAC地址过滤：交换机可以根据MAC地址表和用户配置的访问控制列表（ACL）等规则，对数据帧进行过滤。如果数据帧的源MAC地址或目的MAC地址不符合设定的规则，交换机可以选择丢弃该数据帧，从而实现对网络访问的控制和安全管理。

基于VLAN过滤：交换机支持虚拟局域网（VLAN）技术，通过将不同端口划分到不同的VLAN中，可以实现不同VLAN之间的隔离。只有属于同一VLAN的设备之间才能直接通信，不同VLAN之间的数据帧默认是被过滤的，除非通过三层设备进行路由转发。

冲突检测与避免

在早期的共享式以太网中，多个设备共享同一传输介质，容易发生数据冲突。而网络交换机采用了全双工通信模式和交换式网络架构，每个端口都可以独立地进行数据发送和接收，避免了冲突的发生。同时，交换机还可以通过流量控制等机制，在网络拥塞时通知发送方降低发送速率，进一步避免数据冲突和丢失。