计费功能
在高校校园网及有些地区的城域教育网中，很可能有计费的需求，因为三层交换机可以识别数据包中的IP地址信息，因此可以统计网络中计算机的数据流量，可以按流量计费，也可以统计计算机连接在网络上的时间，按时间进行计费。而普通的二层交换机就难以同时做到这两点。
第三层交换机，是直接根据第三层网络层IP地址来完成端到端的数据交换的。
工作原理
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。
如果目的IP地址显示不是同一网段的，那么A要实现和B的通讯，在流缓存条目中没有对应MAC地址条目，就将个正常数据包发送向一个缺省网关，这个缺省网关一般在操作系统中已经设好，对应第三层路由模块，所以可见对于不是同一子网的数据，在MAC表中放的是缺省网关的MAC地址；然后就由三层模块接收到此数据包，查询路由表以确定到达B的路由，将构造一个新的帧头，其中以缺省网关的MAC地址为源MAC地址，以主机B的MAC地址为目的MAC地址。通过一定的识别触发机制，确立主机A与B的MAC地址及转发端口的对应关系，并记录进流缓存条目表，以后的A到B的数据，就直接交由二层交换模块完成。这就通常所说的一次路由多次转发。
第二层交换机
第二层交换机是对应于OSI／RM的第二协议层来定义的，因为它只能工作在OSI／RM开放体系模型的第二层——数据链路层。
第二层交换机依赖于链路层中的信息（如MAC地址）完成不同端口数据间的线速交换，主要功能包括物理编址、错误校验、帧序列以及数据流控制。
这是原始的交换技术产品，目前桌面型交换机一般是属于这类型，因为桌面型的交换机一般来说所承担的工作复杂性不是很强，又处于网络的基层，所以也就只需要提供基本的数据链接功能即可。
目前第二层交换机应用为普遍（主要是价格便宜，功能符合中、小企业实际应用需求），一般应用于小型企业或中型以上企业网络的桌面层次。
选择交换机主要参考那些因素
a、背板带宽、二/三层交换吞吐率。
b、VLAN类型和数量。
c、交换机端口数量及类型。
d、支持网络管理的协议和方法。需要交换机提供更加方便和集中式的管理。
e、Qos、802.1q优先级控制、802.1X、802.3X的支持。
f、堆叠的支持。
g、交换机的交换缓存和端口缓存、主存、转发等参数。
h、线速转发、路由表大小、访问控制列表大小、对路由协议的支持情况、对组播协议的支持情况、滤方法、机器扩展能力等都是值得考虑的参数，应根据实际情况考察。
上面是交换机选择需要参考的因素，那通常选择交换机我们可以通过以下几个因素的判断。
交换机级联
级联可以定义为两台或两台以上的交换机通过一定的方式相互连接。根据需要，多台交换机可以以多种方式进行级联。在较大的局域网例如园区网中，多台交换机按照性能和用途一般形成总线型、树型或星型的级联结构。
城域网是交换机级联的例子。目前各地电信部门已经建成了许多市地级的宽带 IP 城域网。这些宽带城域网自上向下一般分为3个层次：核心层、汇聚层、接入层。
核心层一般采用千兆以太网技术，汇聚层采用1000M/100M 以太网技术，接入层采用100M/10M 以太网技术，所谓 "千兆到大楼，百兆到楼层，十兆到桌面 " 。
这种结构的宽带城域网实际上就是由各层次的许多台交换机级联而成的。核心交换机 ( 或路由器 ) 下连若干台汇聚交换机，汇聚交换机下联若干台小区中心交换机，小区中心交换机下连若干台楼宇交换机，楼宇交换机下连若干台楼层 ( 或单元 ) 交换机 ( 或集线器 )。
交换机间一般是通过普通用户端口进行级联，有些交换机则提供了专门的级联端口(Uplink Port) 。这两种端口的区别仅仅在于普通端口符合 MDI 标准，而级联端口 ( 或称上行口 ) 符合 MDIX 标准。
由此导致了两种方式下接线方式不同：当两台交换机都通过普通端口级联时，采用交叉电缆(Crossover Cable) ；当且仅当中一台通过级联端口时，端口间电缆采用直通电缆 (Straight Throurh Cable)。
为了方便进行级联，某些交换机上提供一个两用端口，可以通过开关或管理软件将其设置为MDI 或 MDIX 方式。更进一步，某些交换机上全部或部分端口具有 MDI/MDIX 自校准功能，可以自动区分网线类型，进行级联时更加方便。
