三层交换机的工作过程，使用IP的设备A---三层交换机---使用IP的设备B。比如A要给B发送数据，已知目的IP，那么A就用子网掩码取得网络地址，判断目的IP是否与自己在同一网段。如果在同一网段，但不知道转发数据所需的MAC地址，A就发送一个ARP请求，B返回其MAC地址，A用此MAC封装数据包并发送给交换机，交换机起用二层交换模块，查找MAC地址表，将数据包转发到相应的端口。
三层交换机的重要的功能是加快大型局域网络内部的数据的快速转发，加入路由功能也是为这个目的服务的。如果把大型网络按照部门、地域等等因素划分成一个个小局域网，这将导致大量的网际互访，单纯的使用二层交换机不能实现网际互访；如单纯的使用路由器，由于接口数量有限和路由转发速度慢，将限制网络的速度和网络规模，采用具有路由功能的快速转发的三层交换机就成为选择。
什么情况下使用交换机 我们先看一下这个简单的数据交换场景，如果有两台设备之间需要进行数据交换（通讯），我们只需要用一根网线，连接两台设备的网口；对设备的MAC地址进行设置以后，就能实现数据交换。 但是如果有三台以上的设备呢？比如一台计算机、一台打印机、一个摄像头，该怎样实现这三个设备的通讯呢？这是我们就需要另一个设备“交换机”。
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