傳統的網絡交換機工作在OSI模型的第2層，而網絡路由器工作在第3層。這通常會導致混淆第3層交換機（也稱為多層交換機）的定義和目的。
第3層交換機是網絡路由中使用的專用硬件設備。 技術上，第3層交換機與傳統路由器有許多共同之處，而不僅僅是物理外觀。 兩者都可以支持相同的路由協議 ，檢查傳入的數據包並根據內部源地址和目標地址做出動態路由決策。
第3層交換機在路由器上的主要優點之一是執行路由決策。 由於數據包無需通過路由器進行額外的步驟，所以第3層交換機不太可能出現網絡延遲 。
第3層交換機的用途
第三層交換機被認為是一種技術，可以提高企業內聯網等大型局域網（LAN）的網絡路由性能。
三層交換機和路由器之間的主要區別在於硬件內部。 第3層交換機內的硬件融合了傳統交換機和路由器的硬件，用集成電路硬件取代路由器的某些軟件邏輯，為本地網絡提供更好的性能。
此外，設計用於內聯網的第3層交換機通常不具備傳統路由器始終具有的WAN端口和廣域網功能。
這些交換機最常用於支持虛擬局域網（VLAN）之間的路由。 VLAN 3的交換機的優點包括：
- 廣播流量減少
- 簡化安全管理
- 改進的故障隔離
第3層交換機如何工作
傳統的交換機根據連接設備的物理地址（ MAC地址 ）在各個物理端口之間動態路由流量。 管理局域網內的流量時，第3層交換機使用此功能。
他們還通過利用IP地址信息在管理局域網之間的流量時做出路由決策來擴展這一點。 相反，第4層交換機也使用TCP或UDP 端口號 。
使用帶VLAN的第3層交換機
每個虛擬LAN必須在交換機上輸入並進行端口映射。 還必須指定每個VLAN接口的路由參數。
某些第3層交換機實施DHCP支持，可用於為VLAN內的設備自動分配IP地址。 或者，可以使用外部DHCP服務器，也可以單獨配置靜態IP地址 。
第3層交換機的問題
第三層交換機比傳統交換機成本更高，但比傳統路由器更低。 配置和管理這些交換機和VLAN也需要額外的努力。
三層交換機的應用僅限於具有足夠大規模的設備子網和流量的內部網環境。 家庭網絡通常對這些設備沒有用處。 缺乏廣域網功能，第3層交換機不能取代路由器。
這些交換機的命名來自OSI模型中的概念，其中第3層被稱為網絡層。 不幸的是，這個理論模型並沒有很好地區分行業產品之間的實際差異。 這個命名在市場上引起了很多混亂。