路由器一般由基于微處理器的軟件路由引擎執(zhí)行數(shù)據(jù)包交換，而三層交換機(jī)通過硬件執(zhí)行數(shù)據(jù)包交換,。

三層交換機(jī)在對(duì)第一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行路由后,，它將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)MAC地址與IP地址的映射表，當(dāng)同樣的數(shù)據(jù)流再次通過時(shí),，將根據(jù)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(jìn)行路由選擇而造成網(wǎng)絡(luò)的延遲，提高了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的效率,。

三層交換機(jī)的路由查找是針對(duì)數(shù)據(jù)流的,，它利用緩存技術(shù)，很容易利用ASIC技術(shù)來實(shí)現(xiàn),，因此,，可以大大節(jié)約成本，并實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā),。而路由器的轉(zhuǎn)發(fā)采用最長匹配的方式,，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，通常使用軟件來實(shí)現(xiàn),，轉(zhuǎn)發(fā)效率較低,。

從整體性能上來講，三層交換機(jī)的性能要遠(yuǎn)優(yōu)于路由器,，它非常適用于數(shù)據(jù)交換頻繁的局域網(wǎng)中,；而路由器雖然路由功能非常強(qiáng)大，但它的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)效率遠(yuǎn)低于三層交換機(jī),，更適合于數(shù)據(jù)交換不是很頻繁的不同類型網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián),，如局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)。

從功能上講,，路由器功能更為強(qiáng)大,，像NAT、VPN等功能，三層交換機(jī)仍無法完全替代,。一個(gè)完全構(gòu)建在交換機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)諸如碰撞,、堵塞以及通信混亂等問題。使用路由器將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)子網(wǎng),，通過路由所具備的功能來有效進(jìn)行安全控制策略,，則可以避這些問題。三層交換機(jī)現(xiàn)在還不能提供完整的路由選擇協(xié)議,，而路由器則具備同時(shí)處理多個(gè)協(xié)議的能力,。當(dāng)連接不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，像以太網(wǎng)和令牌環(huán)的組合網(wǎng)絡(luò),，依靠三層交換機(jī)是不可能完成網(wǎng)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。除此之外，路由器還具有第四層網(wǎng)絡(luò)管理能力,，這也是三層交換機(jī)所不具備的,。