三层交换机工作原理是：在物理层上，三层交换机使用硬件转发数据帧。它会根据数据帧中的MAC地址来决定将其转发到何处。在数据链路层上，它使用VLANs来将不同的网络分隔开。在网络层上，三层交换机使用IP地址来进行路由，并根据IP地址将数据包转发到正确的目标主机或者下一个路由节点。