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。
对比差异
第四层交换技术相对原来的第二层、第三层交换技术具有明显的优点，从操作方面来看，第四层交换是稳固的，因为它将包控制在从源端到宿端的区间中。另一方面，路由器或第三层交换，只针对单一的包进行处理，不清楚上一个包从哪来、也不知道下一个包的情况。
它们只是检测包报头中的TCP端口数字，根据应用建立优先级队列，路由器根据链路和网络可用的节点决定包的路由；而第四层交换机则是在可用的服务器和性能基础上先确定区间。
核心交换机的优势
1、大缓存技术
数据中心交换机改变了传统交换机的出端口缓存方式，采用分布式缓存构架，缓存比普通交换机也大许多，缓存能力可达1G以上，而一般的交换机只能达到2-4m。对于每端口在万兆全线速条件下达到200ms的突发流量缓存能力，从而在突发流量的情况下，大缓存仍能保证网络转发零丢包，正好适应数据中心服务器量大，突发流量大的特点。
2、高容量设备
数据中心的网络流量具有高密度应用调度、浪涌式突发缓存的特点，而普通交换机以满足互联互通为目的，无法实现对业务精准识别与控制，在大业务情况下无法做到快速响应和零丢包，无法保证业务的连续性，系统的可靠性主要依赖设备的可靠性。
所以普通交换机无法满足数据中心的需要，数据中心交换机需要具备高容量转发特点，数据中心交换机必须支持高密万兆板卡，也就是48口万兆板卡，为使48口万兆板卡具备权限转发，数据中心交换机只能采用CLOS分布式交换架构。
除此之外，随着40G和100G的普及，支持8端口40G板卡和4端口的100G板卡也逐渐商用，数据中心交换机40G、100G的板卡早已出现进入市场，从而满足数据中心高密度应用的需求。
3、虚拟化技术
数据中心的网络设备需要具有高管理性和高安全可靠性的特点，因此数据中心的交换机也需要支持虚拟化，虚拟化就是把物力资源转变为逻辑上可以管理的资源，以打破物理结构之间的壁垒，网络设备的虚拟化包括多虚一，一虚多等技术。
通过虚拟化技术，可以对多台网络设备统一管理，也可以对一台设备上的业务进行完全隔离，从而可以将数据中心管理成本减少40%，将IT利用率提高大约25%。
