Temel olarak katman 2 anahtarı, bilgileri bağlantı noktasından bağlantı noktasına hızlı bir şekilde iletmek için önbellek tablosundaki Mac adreslerini kullanarak çalışır. Bir katman 3 anahtarı, aynısını yapmak için IP adreslerini kullanır. Önceki açıklama "Ne" iken, aşağıdaki "Nasıl" ağını kullananlar için çok daha ilginç.
Temel olarak, bir katman 2 anahtarı, esasen bir çok portlu şeffaf köprüdür. Bir katman 2 anahtarı, her bir bağlantı noktasına bağlı MAC adreslerini öğrenecek ve bu bağlantı noktaları için işaretlenmiş çerçeveleri geçirecektir. Ayrıca, bir çerçevenin bir bağlantı noktası gönderilmesi durumunda, ancak bağlı olduğu bağlantı noktasının MAC adresini aradığını ve o çerçeveyi bıraktığını da bilir. Tek bir CPU Bridge seri olarak çalışırken, bugünün donanım tabanlı anahtarları paralel olarak çalışmakta ve son derece hızlı anahtarlamaya dönüşmektedir. Katman 3 geçişi, bir yönlendirici ve bir anahtarın hayal edebileceği gibi bir melezdir.
Katman 3 geçişi, rota önbelleklemesi ve temel tabanlı farklı türleri vardır. Rotayı önbelleğe alırken, hem bir Rota İşlemcisi (RP) hem de bir Anahtar Motoru (SE) gerektiriyordu. Hedefi belirlemek için RP'nin ilk paketi dinlemesi gerekir. Bu noktada Anahtar Motoru, geri kalan paketlerin takip etmesi için önbellek tablosuna bir kısayol girişi yapar. İşlem gücündeki ilerleme ve bellek maliyetindeki büyük düşüşler nedeniyle, günümüzün yüksek son kat 3 anahtarları bir arama tablosu oluşturan ve tüm ağın topolojisine yerleştiren topoloji tabanlı bir anahtarlama uygular. Veritabanı donanımda tutulur ve yüksek verimi korumak için burada referans verilir. Katman 3 hedefi olarak en uzun adres eşleşmesini kullanır.
Şimdi ne zaman ve neden bir yönlendirici vs bir L2 vs L3 kullanın? Basitçe söylemek gerekirse, bir yönlendirici genellikle bir özel ve bir kamu ağı arasındaki ağ geçidinde oturur. Bir yönlendirici NAT gerçekleştirebilir, ancak bir l3 anahtarı olamaz (ENTIRE Internet için topoloji girişlerine sahip bir anahtar hayal edin!). Küçük, çok düz bir ağda (tüm site için yalnızca bir özel ağ aralığı anlamına gelir), tüm sunucuları ve müşterileri internete bağlamak için bir L2 düğmesi muhtemelen yeterli olacaktır.
Daha büyük ağlar veya yayın trafiği içermesi gerekenler veya VOIP kullananlar, VLAN'ları kullanan çok ağlı bir yaklaşım uygundur ve bunlardan biri VLAN'ları kullanırken, L3 anahtarları doğal bir çözümdür. Çubuk senaryosundaki bir yönlendirici çalışabilirken, yönlendiricinin aldığı her paket için karmaşık yönlendirme kararları vermesi gerektiğinden, önemli bir intervlan trafiği varsa hızlı bir şekilde yönlendiricinin üzerine yazabilir.