Est-ce qu'un commutateur réseau est conscient de l'adresse IP?

Tout simplement pour ajouter légèrement aux réponses de @wolfgangsz et @sleske, il faut souligner qu'un commutateur standard est, comme déjà mentionné, uniquement un dispositif de couche 2 donc il ne comprend que les adresses MAC.

Quoique le terme 'paquet' soit souvent utilisé de manière générique, l'unité de données de protocole (PDU) en couche 2 est un 'trame', en couche 3 la PDU est un paquet.

Un 'commutateur multi-niveaux' peut être considéré comme un commutateur contenant un routeur qui, contrairement aux routeurs traditionnels, route les paquets de VLAN en VLAN au lieu de d'une interface physique à une autre interface physique.

Si un commutateur supporte les VLAN (ce qui ne fait pas nécessairement de lui un commutateur multi-niveaux) alors une trame avec une adresse MAC de destination inconnue sera envoyée sur tous les ports (appelé inondation) qui sont membres du même VLAN que le paquet a été reçu car un VLAN est un domaine de diffusion et les trames ne vont pas au-delà des frontières des domaines de diffusion.

EDIT : Pour plus de complétude, je devrais également mentionner que les commutateurs qui supportent les VLAN soutiendront également les ports de liaison, ceux-ci utilisent des trames étendues qui permettent à du trafic provenant de multiples VLAN d'être transporté sur une seule liaison physique.

Autant que je sache, un commutateur réseau gère le trafic de manière "intelligente" en ne propageant les paquets qu'à son port où il sait que le destinataire est situé (contrairement à un concentrateur qui envoie brutalement toutes les données à tous les ports).

Oui, c'est correct.

Alors, un commutateur doit se souvenir de toutes les adresses des hôtes qui y sont connectés. Si l'hôte n'est pas trouvé, le paquet est envoyé vers la route par défaut (généralement un lien montant vers un réseau plus large).

Eh bien, pas tout à fait. Il est vrai qu'un commutateur se souvient des hôtes connectés à chaque port (généralement en observant les adresses MAC des paquets arrivant sur les ports). Cependant, un commutateur ne connaît généralement pas la "route par défaut", car c'est un concept d'une couche réseau supérieure. Les commutateurs fonctionnent sur la couche 2 du modèle OSI (couche de liaison de données). La "route par défaut" est un concept utilisé pour le routage, qui se fait à la couche 3 (couche réseau).

Un commutateur n'a donc pas de "route par défaut". S'il ne connaît pas une adresse MAC de destination, il envoie simplement le paquet à tous les ports (au moins au début, c'est tout ce qu'il peut faire - on appelle cela "le flooding"). En tout cas, dans un réseau Ethernet, chaque paquet doit être adressé à une adresse MAC locale, sinon il n'arrivera jamais. Les paquets envoyés "sur internet" reçoivent toujours une adresse MAC de destination locale, à savoir l'adresse de la passerelle par défaut du réseau. Le commutateur transmet simplement ce paquet à la passerelle par défaut, et la passerelle (qui opère à la couche 3) lit ensuite la destination "réelle" à partir de l'adresse IP intégrée dans le paquet et l'envoie sur son chemin.

Le commutateur se souvient-il des adresses IP ou des adresses MAC pour calculer ses décisions?

Comme expliqué ci-dessus, un commutateur est indifférent à l'IP, car il fonctionne sur un niveau d'abstraction plus bas. Ainsi, seules les adresses MAC.

Une complication : Comme expliqué dans la réponse de wolfgangsz, il existe des commutateurs qui fonctionnent également sur la couche 3 (appelés commutateurs multicouches). Ceux-ci sont un peu plus compliqués, et ils peuvent gérer les adresses IP et plus encore.

Découvrez l'article sur le Commutateur Réseau sur Wikipedia, en particulier les informations sur les "couches".

Les "couches" correspondent (approximativement) à la couche OSI à laquelle le commutateur opère.