三层交换机处理收到的报文时，第一步是解析数据报文的Ethernet头部，自动学习其中的源MAC地址并更新本地MAC地址表，这个过程称为MAC地址学习。
当交换机读取报文的目的MAC地址后，会查询自身的MAC地址表。如果发现该目的MAC属于本地VLAN的地址范围，报文会被转发到交换芯片的专用三层引擎模块进行深度处理。
三层引擎收到报文后，首要任务是查找硬件转发表。这个表是预先建立的高速查询索引，用于替代传统路由表的查找过程，能够显著提升转发效率。
整个处理流程中，三层交换机同时维护着二层MAC表和三层硬件转发表，这种双表协同工作的模式，既保证了二层交换的高效性，又实现了三层路由的精准转发。