三层网络结构是采用层次化架构的三层网络。三层网络架构采用层次化模型设计，即将复杂的网络设计分成几个层次，每个层次着重于某些特定的功能，这样就能够使一个复杂的大问题变成许多简单的小问题。三层网络架构设计的网络有三个层次：核心层（网络的高速交换主干）、汇聚层（提供基于策略的连接）、接入层 （将工作站接入网络）。
一、核心层
核心层是网络的高速交换主干，对整个网络的连通起到至关重要的作用。核心层应该具有如下几个特性：可靠性、高效性、冗余性、容错性、可管理性、适应性、低延时性等。在核心层中，应该采用高带宽的千兆以上交换机。因为核心层是网络的枢纽中心，重要性突出。核心层设备采用双机冗余热备份是非常必要的，也可以使用负载均衡功能，来改善网络性能。网络的控制功能最好尽量少在骨干层上实施。核心层一直被认为是所有流量的最终承受者和汇聚者，所以对核心层的设计以及网络设备的要求十分严格。核心层设备将占投资的主要部分。
二、汇聚层
汇聚层是网络接入层和核心层的“中介”，就是在工作站接入核心层前先做汇聚，以减轻核心层设备的负荷。汇聚层必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能，更少的接口和更高的交换速率。汇聚层具有实施策略、安全、工作组接入、虚拟局域网（VLAN）之间的路由、源地址或目的地址过滤等多种功能。在汇聚层中，应该采用支持三层交换技术和VLAN的交换机，以达到网络隔离和分段的目的。
三、接入层
通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层，接入层目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。我们在接入层设计上主张使用性能价格比高的设备。接入层是最终用户(教师、学生) 与网络的接口，它应该提供即插即用的特性，同时应该非常易于使用和维护，同时要考虑端口密度的问题。
接入层为用户提供了在本地网段访问应用系统的能力，主要解决相邻用户之间的互访需求，并且为这些访问提供足够的带宽，接入层还应当适当负责一些用户管理功能（如地址认证、用户认证、计费管理等），以及用户信息收集工作（如用户的IP地址、MAC地址、访问日志等）。
为了方便管理、提高网络性能，大中型网络应按照标准的三层结构设计。但是，对于网络规模小，联网距离较短的环境，可以采用“收缩核心”设计。忽略汇聚层，核心层设备可以直接连接接入层，这样一定程度上可以省去部分汇聚层费用，还可以减轻维护负担，更容易监控网络状况。我们单位多年来，一直采用“收缩核心”网络架构，运行良好。
四、三层网络结构中交换机的区别
首先需要明确：接入层交换机、汇聚层交换机、核心层交换机并非是交换机的分类和属性，只是由其所执行的任务来划分的。它们没有固定要求，主要看网络环境的大小、设备的转发能力以及在网络结构中所处位置。
例如，同一个二层交换机在不同的网络结构中，可能用在接入层，也可能用在汇聚层。当用在接入层时，该交换机被称为接入层交换机，同理，用在汇聚层时，该交换机被称为汇聚层交换机。
核心层可以提供最优的区间传输；
汇聚层可以提供基于策略的连接；
而接入层可以为多业务应用和其他的网络应用提供用户到网络的接入；
4.1、功能区别
核心层交换机的主要功能是用于路由选择及高速转发的，提供优化、可靠的骨干传输结构，因此核心层交换机应用有更高的可靠性和吞吐量。汇聚层交换机是多台接入层交换机的汇聚点，作用是将接入节点统一出口，同样也做转发及选路。它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路。接入层交换机的功能是将终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。
4.2、性能区别
核心层交换机是三层交换机，高速转发，有大容量接口带宽（比如万兆接口），较大的背板处理能力，因此它的性能以汇聚层交换机和接入层交换机都要高。汇聚层交换机也具备部分路由功能，可以是二层/三层交换机，而接入层交换机属于二层交换机，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，性能更高，端口更少和速率更高。总之，这三种交换机的性能对比结果是：核心层交换机>汇聚层交换机>接入层交换机。
4.3、使用场景区别
对于核心层交换机、汇聚层交换机以及接入层交换机并没有固定要求，它们处于哪一层主要取决于网络环境的大小及设备的转发能力，也不是每个网络都必须有这三个结构，有些企业只有接入层交换机和核心层交换机，这种做法的其中一个目的就是可以节约成本。