三层交换机结合ASIC芯片和CPU，通过二层和三层转发实现高速交换。ASIC芯片负责硬件转发，CPU维护软件表。当主机A需要与不在同一网段的主机B通信时，会通过广播ARP请求获取网关MAC，然后交换机根据MAC表和路由表进行转发。这一过程中，交换机将路由信息添加到硬件表中，实现一次路由多次交换，提高网络效率。