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二层交换机 :二层交换技术是发展比较成熟， 二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的 MAC地址信息， 根据MAC地址进行转发， 并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中 。
具体如下：（1）当交换机从某个端口收到一个数据包，它先读取包头中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的机器是连在哪个端口上；
（2）再去读取包头中的目的MAC地址，并在地址表中查找相应的端口；
（3）如表中有与这目的MAC地址对应的端口，把数据包直接复制到这端口上。
三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，工作在OSI网络标准模型的第三层：网络层。三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。
对于数据包转发等规律性的过程由硬件高速实现，而像路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，由软件实现。三层交换机具备二层交换机的功能,并且在这之上加入了路由器的某些功能,所以三层交换机是运行在第三层网络层,和第二层数据链路层.
路由器连接两个或多个网络的硬件设备，在网络间起网关的作用，读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。通常是一个计算机，它能够理解不同的协议，例如某个局域网使用的以太协议，因特网使用的TCP/IP协议。这样，路由器可以分析各种不同类型网络传来的数据包的目的地址，把非TCP/IP网络的地址转换成TCP/IP地址，或者反之；再根据选定的路由算法把各数据包按最佳路线传送到指定位置。所以路由器可以把非TCP/ IP网络连接到因特网上。
传统交换机从网桥发展而来，属于OSI第二层即数据链路层设备。它根据MAC地址寻址，通过站表选择路由，站表的建立和维护由交换机自动进行。路由器属于OSI第三层即网络层设备，它根据IP地址进行寻址，通过路由表路由协议产生。交换机最大的好处是快速，由于交换机只须识别帧中MAC地址，直接根据MAC地址产生选择转发端口算法简单，便于ASIC实现，因此转发速度极高。但交换机的工作机制也带来一些问题。
二层交换机工作在OSI模型（第2层）数据链路层，同一子网内可以进行数据交换。
三层交换机工作在OSI模型（第3层）网络层，拥有路由功能，不同子网间可以进行数据交换。
回路：根据交换机地址学习和站表建立算法，交换机之间不允许存在回路。一旦存在回路，必须启动生成树算法，阻塞掉产生回路的端口。而路由器的路由协议没有这个问题，路由器之间可以有多条通路来平衡负载，提高可靠性。
负载集中：交换机之间只能有一条通路，使得信息集中在一条通信链路上，不能进行动态分配，以平衡负载。而路由器的路由协议算法可以避免这一点，OSPF路由协议算法不但能产生多条路由，而且能为不同的网络应用选择各自不同的最佳路由。
广播控制：交换机只能缩小冲突域，而不能缩小广播域。整个交换式网络就是一个大的广播域，广播报文散到整个交换式网络。而路由器可以隔离广播域，广播报文不能通过路由器继续进行广播。
子网划分：交换机只能识别MAC地址。MAC地址是物理地址，而且采用平坦的地址结构，因此不能根据MAC地址来划分子网。而路由器识别IP地址，IP地址由网络管理员分配，是逻辑地址且IP地址具有层次结构，被划分成网络号和主机号，可以非常方便地用于划分子网，路由器的主要功能就是用于连接不同的网络。
保密问题：虽说交换机也可以根据帧的源MAC地址、目的MAC地址和其他帧中内容对帧实施过滤，但路由器根据报文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等内容对报文实施过滤，更加直观方便。
介质相关：交换机作为桥接设备也能完成不同链路层和物理层之间的转换，但这种转换过程比较复杂，不适合ASIC实现，势必降低交换机的转发速度。因此目前交换机主要完成相同或相似物理介质和链路协议的网络互连，而不会用来在物理介质和链路层协议相差甚元的网络之间进行互连。而路由器则不同，它主要用于不同网络之间互连，因此能连接不同物理介质、链路层协议和网络层协议的网络。路由器在功能上虽然占据了优势，但价格昂贵，报文转发速度低。近几年，交换机为提高性能做了许多改进，其中最突出的改进是虚拟网络和三层交换。
划分子网可以缩小广播域，减少广播风暴对网络的影响。路由器每一接口连接一个子网，广播报文不能经过路由器广播出去，连接在路由器不同接口的子网属于不同子网，子网范围由路由器物理划分。对交换机而言，每一个端口对应一个网段，由于子网由若干网段构成，通过对交换机端口的组合，可以逻辑划分子网。广播报文只能在子网内广播，不能扩散到别的子网内，通过合理划分逻辑子网，达到控制广播的目的。由于逻辑子网由交换机端口任意组合，没有物理上的相关性，因此称为虚拟子网，或叫虚拟网。虚拟网技术不用路由器就解决了广播报文的隔离问题，且虚拟网内网段与其物理位置无关，即相邻网段可以属于不同虚拟网，而相隔甚远的两个网段可能属于不同虚拟网，而相隔甚远的两个网段可能属于同一个虚拟网。不同虚拟网内的终端之间不能相互通信，增强了对网络内数据的访问控制。
二层交换机工作在数据链路层
三层交换机却可以同时工作在三层网络层和二层数据链路层 路由器工作在网络层路由器作为早期网络核心的设备，集成了交换机的功能,但是由于二层转发能力有限，以思科的设备为例，早期为vlan间的通讯提供单臂路由功能，可是作为网络核心设备必须具备高速的转发能力，路由器且提供的以太网接口过于少。所以三层交换机取代了路由器在局域网的核心。
路由器，专业处理三层报文(数据包)的能力，而三层交换不是很专业支持三层功能，它只是提供简单的路由功能及一些三层过滤功能。路由器基于三层，支持广域网连接，丰富的广域网接口，包括serial、atm等等，支持多种不同有线传输介质，包括串行线缆、光纤、电话线、专线等等，并且接口上支持广域网连接的封装类型，支持HDLC、FR、ATM、PPP、ISDL封装，这些正是三层交换机具备不到的，三层交换机只包含大量的以太网接口，从现在看来，并不能完全取代路由器。接入的方式一般都是以广域网的形式来连接的，所以路由器在支持上，不管是硬件上的物理接口类型，还是所支持的协议，远远超出三层交换机的能力，所以从现在看来，未能取代路由器的在末节网络和Internet上的地位！虽然现在不少新的产品的三层交换机，集成的功能也很强大，看起来像路由器一样强大，支持很多，但是不专业！不专业体现在能力上。路由器是专业处理第三层的,而三层交换机还需要具备二层的功能,所以没能做到路由器那样专业.
那么有的人会说三层交换机既然有路由器的功能,那么可以省略路由器吗? 肯定是不行,主要在于安全方面.协议和物理构造（硬件上，还有些区别的），还有一种含义，专业设备只有专业的活，路由器只做它的活，那么它肯定在三层超级专业，三层交换机既然做二层的活，又做三层的活，你会发现，效率很低。另外，路由器可以说是内网的第一道防火墙，交换机的防安全的能力还是不够，取代不了。
另外现在非常高端的三层交换机是可以支持广域网的连接的，但需要添加相关的业务模块方可实现这样的功能。
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