第三層交換機是組網中最常見的一種交換機，同時其也是現代多層交換的代表，性能和特點都很鮮明。國際標準化組織（ISO）提出的開放系統互連參考模型（OSI-RM）的下四層（物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層）為通信層，因此可以***層逐一分析：

（1）***層

為物理層，傳統的電路交換就屬于這一層。

（2）第二層

為數據鏈路層，從傳統意義上講，真正的交換即是屬于這一層。在這一層中采用了基于硬件的轉發機制，能夠轉發各種數據鏈路層的協議，包括局域網（LAN）中的以太網和高速令牌環網（FD-DI）以及廣域網（WAN）中通過VC交換的幀中繼（FR）和異步轉移模式（ATM）等，經典的LAN多端口網橋也屬于這一層。該層支持簡單的網絡分段，并能令網絡性能有明顯的改善。這第三層交換機的流行，帶支了第三層和第四層交換的發展。

（3）第三層

是網絡層，主要的任務是為分組尋找合適的路由。傳統的路由器由于使用軟件和通用的CPU來實現對數據報的轉發，因而延遲比較大，轉發的速度也比較慢，而第三層交換正是針對這個問題提出的。所謂第三層交換并非只使用第三層的功能，而是把第三層的路由選擇與第二層的交換功能結合了起來，實現了網絡的快速分組。相應地，第三層交換機的目標也在于要兼備兩個特征，并通常采用專用集成電路（ASIC:SupplicationSpecificIntegratedCircuit）將常用的軟件功能固化在硬件這中，形成完備的路由器的子集。在未來的第三層交換機中還將具備更多的功能，成為功能更加完備的路由器。例如，除了具有轉發的功能外，還將具備自動劃分數據流等級及服務等級的功能，以及提供某種形式的QoS等等，這將是第三層交換機的另一個重要特征。

從20世紀90年代中期起，世界上各大公司都紛紛對第三層交換機進行研究，并提出了許多不同的方案，推出了許多產品。比較有影響的有：Cisco公司的標記交換（TAGSwiching）,Ipsilon公司的IP交換，東芝公司的信元交換路由器（CSR:CellSwitchingRouter）和IBM公司的ARIS（AggregateRoutebasedIPSwitching），以及IETF的多協議標記交換（MPLS:Multi-ProtocolLabelSwitching）等等。

TAGSwitching是處于交換邊緣的路由器，將每個輸入幀的第三層地址映射為簡單的標記，然后把有標記的幀轉化為ATM信元，再映射到VC上，在網絡核心ATM交換機進行標記交換，由路由器保存標記信息表（路由表），用以尋找第三層路由。***，將標記信元送到目的地路由器上，由目的地路由器去掉信息標記，把信元轉化成幀，送到最終的目的端。在這個過程中，通過交換標記（小的數據單元）和僅進行一次簡單的標記查詢就可提高轉發幀的性能。

IP交換技術是一種將第三層交換機功能和第三層路由功能結合起來的技術，是多層交換的另一種類型，與CSR相類似，都是數據流驅動IP交換的一種應用。就是說它們可以根據獨立業務流到達的情況來安排交換機的資源，并通過標簽分配和把數據流映射成VC上的信令信息（IFMP和FANP），實現交換的過程。這些，都是獨立于單個IP數據流進行的，保持了Internet模型的擴展性及在第三層按照逐級跳的方式對所有業務進行轉發的形式，且引入了特定的控制協議，把IP數據流轉移到端到端的直通路徑。

ARIS是一種匯聚的基于通路的IP交換技術，基本的功能是按照匯聚的IP數據流的目的端建立、維護交換通路。ARIS利用選路協議的信息并把這些信息與網絡入口到出口的交換通路聯系起來，從而實現了上述功能。具體地說：ARIS是運行在集成的交換機/路由器設備網絡上的控制協議，因ISR是支持IP選路的第三層交換機（如ATM），故ARIS可以利用選路協議中的信息（由OSPF，BGP）把IP分組映射到第三層交換機通路上，通過ISR設備和網絡，成為***種引入匯聚交換通路的IP交換機制。在多個不同的源端和同一目的端之間，ARIS可以建立多點到點的交換通路，進而降低了交換機資源的消耗。