近年來隨著Internet/Intranet的迅猛發展和B/S計算模式的廣泛應用，跨地域、跨網絡的業務急劇增長，業界和用戶深感傳統的路由器在網絡中的瓶頸效應。而三層交換機既可操作在網絡協議的第三層，起到路由決定的作用，又具有幾乎達到第二層交換的速度，且價格相對較低。

傳統的路由器在網絡中有路由轉發、防火墻、隔離廣播等作用，而在一個劃分了VLAN以后的網絡中，邏輯上劃分的不同網段之間通信仍然要通過路由器轉發。

由于在局域網上，不同VLAN之間的通信數據量很大，這樣，假如路由器要對每一個數據包都路由一次，隨著網絡上數據量的不斷增大，它將成為瓶頸。而第三層交換技術就是將路由技術與交換技術合二為一的技術。

在對第一個數據流進行路由后，它將會產生一個MAC地址與ip地址的映射表，當同樣的數據流再次通過時，將根據此表直接從二層通過而不是再次路由，從而消除了路由器進行路由選擇而造成網絡的延遲，提高了數據包轉發的效率。

路由器的轉發采用最長匹配的方式，實現復雜，通常使用軟件來實現。而三層交換機的路由查找是針對流的，它利用CACHE技術，很輕易采用ASIC實現，因此，可以大大節約成本，并實現快速轉發。

但從技術上講，路由器和三層交換機在數據包交換操作上存在著明顯區別。路由器一般由基于微處理器的引接執行數據包交換，而三層交換機通過硬件執行數據包交換。因此與三層交換機相比，路由器功能更為強大，像NAT、VPN等功能仍無法被完全替代。

處于同一個局域網中的各子網的互聯，可以用三層交換機來代替路由器，但局域網必須與公網互聯以實現跨地域的網絡，這時路由器就不可缺少。一個完全構建在交換機上的網絡會出現諸如碰撞、堵塞以及通信混亂等問題。使用路由器將網絡劃分為多個子網，通過路由所具備的功能來有效進行安全控制策略，則可以避這些問題。

三層交換機現在還不能提供完整的路由選擇協議，而路由器則具備同時處理多個協議的能力。當連接不同協議的網絡，像以太網和令牌環的組合網絡，依靠三層交換機是不可能完成網間數據傳輸的。除此之外，路由器還具有第四層網絡治理能力，這也是三層交換機所不具備的。

所以，三層交換機并不等于路由器，也不可能完全取代路由器。