W wypadku rutera przełączającego (który zgodnie z obowiązującą definicją, potrafi przełączać pakiety), rutowane są tylko pierwsze pakiety. Kolejne są już przełączane dzięki temu, że ruter analizuje zawartość pierwszych pakietów, wyznaczając następnym szybkie ścieżki przełączania, żeby nie były przetwarzane zgodnie z tradycyjną technologią rutowania. Pakiety nie napotykają na swojej drodze żadnego procesora, co ma miejsce wtedy, gdy są rutowane.

Wszystkie operacje związane z przetwarzaniem i kierowaniem pakietów do miejsca przeznaczenia są wykonywane natychmiast po odebraniu pakietu, jest on więc od razu kierowany do odpowiedniego portu przeznaczenia. Nic dziwnego, że przetwarzanie pakietu trwa bardzo krótko. Jest, oczywiście, jeden szkopuł - jeśli ruter się pomyli i wyznaczy błędną ścieżkę przełączania, to pakiety nie trafią tam, gdzie powinny. Ale producenci stosują różne mechanizmy, które zapobiegają względnie ograniczają do minimum występowanie tego rodzaju błędów. Drugą niezwykle ważną cechą rutera przełączającego jest to, że specjalizowany układ scalony ASIC (tzw. ruter na scalaku) przekazuje pakiety do portu przeznaczenia w przelocie.

Inne rozwiązanie zastosowane w ruterach przełączających, które jeszcze bardziej zwiększa efektywność ich pracy, polega na tym, że operacje identyfikacji adresów (protokół ARP - Address Resolution Protocol) realizuje wyłącznie warstwa sprzętowa rutera. W tradycyjnych ruterach jest to bardzo czasochłonne. Każdy pakiet musi być odczytany, a jego zawartość jest następnie porównywana z tabelami ARP. Dopiero wtedy ruter przypisuje adresowi IP odpowiedni adres warstwy MAC. Cała operacja trwa długo, ponieważ jest wykonywana wyłącznie przez oprogramowanie. Ruter przełączający integruje funkcje ARP realizowane w obu warstwach, drugiej i trzeciej, a jego warstwa sprzętowa pracuje wielokrotnie szybciej niż oprogramowanie instalowane w pamięci tradycyjnego rutera.

Same oszczędności

Szybkość nie jest jedyną zaletą ruterów przełączających. Są też stosunkowo tanie, co pozwala zaoszczędzić niemałe kwoty podczas budowania sieci komputerowych. W przeciwieństwie do tradycyjnych ruterów, wyposażanych w wiele drogich procesorów, rutery przełączające mogą dysponować tylko jednym procesorem, który steruje pracą wszystkich protokołów rutingu: np. RIP (Routing Information Protocol) i OSFP (Open Shortest Path First). Oszczędności są bardzo duże, ponieważ praca rutera przełączającego opiera się na specjalizowanym układzie scalonym typu ASIC, bez korzystania z drogich procesorów CPU.

Po zainstalowaniu w sieci rutera przełączającego poszczególne stanowiska pracy korzystające z tego urządzenia mogą się komunikować między sobą bardzo szybko, ponieważ pakiety są przekazywane do stacji przeznaczenia nie tylko z wykorzystaniem technologii rutowania, ale również technologii przełączania, która była do tej pory zastrzeżona wyłącznie dla przełączników. Pakiety mogą więc być szybko wymieniane między różnymi podsieciami.

Warto w tym miejscu przypomnieć definicję podsieci - jest to wydzielona część sieci komputerowej, charakteryzująca się tym, że zainstalowane w niej stanowiska pracy współdzielą zasoby przypisane do danej podsieci. O tym, do której podsieci należy dany komputer, decyduje jego adres IP. Jeśli dwie stacje należą do tej samej podsieci, to pakiety są przekazywane za pośrednictwem drugiej warstwy. Inaczej ma się sprawa, jeśli stacje należą do dwóch różnych podsieci. Wtedy pakiety muszą być ekspediowane z jednej podsieci do drugiej za pośrednictwem trzeciej warstwy modelu OSI.

Praca wielu sieci komputerowych opiera się na takich protokołach, które nie poddają się operacji rutingu (np. NetBIOS). Ruter nie może ekspediować pakietów generowanych przez te protokoły za pośrednictwem trzeciej warstwy OSI. Jeśli ruter przełączający pracuje w sieci, w której ma do czynieniu z różnymi protokołami (to jest z takimi, które poddają się operacji rutingu i takimi, których nie można rutować, odwołując się do trzeciej warstwy modelu OSI), to musi dysponować oprogramowaniem, które rozpoznaje automatycznie rodzaj protokołu. Jeśli odbiera pakiet IP, to przesyła go przez trzecią warstwę (klasyczne rutowanie). W wypadku odebrania pakietu wygenerowanego przez protokół NetBIOS ruter musi skorzystać z usług drugiej warstwy (przełączanie).

Kolejną ważną zaletą ruterów przełączających jest to, że obsługują sieci wirtualne (VLAN). Jak wiadomo, sieć VLAN może się składać ze stanowisk pracy zainstalowanych w różnych segmentach czy wręcz różnych sieciach komputerowych. Fizyczna lokalizacja komputerów zgrupowanych w jednej sieci wirtualnej nie odgrywa żadnej roli.

Klientami wykorzystującymi w największym stopniu możliwości ruterów przełączających są aplikacje multimedialne. To właśnie im należy bezwzględnie zagwarantować dostęp do określonych usług sieci (parametr QoS). Muszą też mieć możliwość transmitowania pakietów w trybie multicast (jedna stacja - wiele stacji). A rutery przełączające dysponują możliwościami (z których chyba najważniejsza jest opcja QoS), które wychodzą niejako naprzeciw żądaniom zgłaszanym przez takie aplikacje. Ruter przełączający dysponuje szerokim pasmem przenoszenia danych, a czas zwłoki potrzebny do wyekspediowania pakietu do sieci (liczony od momentu odebrania pakietu do wysłania w określonym kierunku) jest bardzo krótki.