当 Internt 网络中存在巨大的号据流量时, 即使采用高档的干线路由器也难以应付, 交换机虽有快速的处理能力, 但其是一个多端口的网, 不可避免会发生广播和多点发送网络广泛涌向所有端口的现象, 而大平面网络引发的这种现象只能采用路由器来防范, 为解决路由器和交换的矛盾, 可采用第三层交换的方法。第三层交换机是一种综合交换机速度和路由器流量控制功能于一体的新的网络互连设备。第三层交换就是在保持路由器对网络的控制能力的同时还能够达到交换性能的一种技术。路由器是网络ОSI 七层结构中的第三层设备, 交换机则在第二层。如前所述, 路由器和交换机各有优缺点, 两者可以互为补充。
第三层交换机只在介质访问层处理号据包, 主要是检查目的介质访问层( 7AC ) 地址, 如果 7AC 地址不能在地址表中查到, 所有的交换机都会把它扩散出去, 就好像收到一个广播封包一样, 这是二层交换机的弱点。若这个检查目的地的 7AC 地址的工作用一个专用集成电路 ( ASIC) 来做速率是非常快的, 但由于它不查看号据包更多的内容, 就无法作出有关策略方面的判断, 因而对号据流的控制功能不强。而要查看号据包更多的内容, 如目的地 IP 地址和 TCP 端口等, 这些都要求设备具有第三层交换的功能。
在一个 TCP/IP 的以太网里, 广播不可避免地占用了一定的带宽, 但广播毕竟不是真正的文件传输, 应尽可能降到最低, 因此便把一个 TCP/IP 网分成若干个子网, 使广播仅局限在子网内, 子网间的通信即为第三层交换。第三层交换机将核心信息包处理功能直接嵌入到微处理器的标准路由器中。一个高效率的第三层交换机必须能将第二层和第三层的功能综合在一起。它必须同时具备人们所期望的高速率和低耗时这种通常只有第二层交换机才有的特性, 还必须提供尽可能多的路由功能, 如链路故障时的动态路由再选择以及在每一跳重新计算号据包和校验等功能。完成这些处理过程的开销正是传统路由器的传输速率远低于交换机的原因。
第三层交换机的体系结构不仅对提高局域网的性能有重大的贡献, 而且也将影响未来局域网路由设备的设计思路。
