Gli switch elaborano i frame Ethernet, che sono unità dati complete contenenti indirizzo di origine, indirizzo di destinazione, carico utile dei dati e checksum. Quando un dispositivo invia dati, lo switch riceve prima l'intero frame e poi analizza il suo indirizzo MAC di destinazione.
Questo processo si basa sull'architettura interna dello switch: una matrice di switching e un processore ad-prestazioni elevate. La matrice di commutazione agisce come un multiplexer, gestendo più flussi di dati contemporaneamente ed evitando colli di bottiglia. Gli switch moderni utilizzano la modalità "store-and-forward" o "cut{5}}through". Il primo riceve l'intero frame, verifica la presenza di errori e quindi lo inoltra, adatto per scenari ad alta-affidabilità come i data center; quest'ultimo inoltra immediatamente dopo aver ricevuto le informazioni sull'intestazione, con conseguente minore latenza ma potenzialmente propagazione di frame errati, adatti per applicazioni in tempo reale-come i giochi online.
Inoltre, gli switch hanno un meccanismo di Flooding: quando l'indirizzo di destinazione è sconosciuto, trasmette il frame a tutte le porte (eccetto la porta di invio) e aggiorna la sua tabella MAC apprendendo i dati. Questa funzionalità di auto-apprendimento consente allo switch di adattarsi ai cambiamenti della topologia di rete senza configurazione manuale. Ad esempio, in un piccolo ufficio, quando viene aggiunto un nuovo laptop, lo switch registra automaticamente il suo indirizzo MAC, garantendo una comunicazione successiva senza intoppi.
Da un punto di vista tecnico, la velocità di inoltro di uno switch viene misurata in frame scambiati al secondo. Gli switch Gigabit possono raggiungere velocità fino a 1.488 Mpps, mentre gli switch 10G arrivano a 14,88 Mpps. Ciò è possibile grazie all'utilizzo di chip ASIC, appositamente ottimizzati per le attività di commutazione, che offrono un basso consumo energetico e un'elevata efficienza. Negli ambienti di rete ad alta-velocità, come la rete di prova 5G di Pechino, gli switch devono supportare le funzioni QoS per dare priorità ai flussi di dati per videoconferenze o telemedicina, evitando gli impatti legati alla latenza-sull'esperienza dell'utente.
