Routery wykorzystują trzy mechanizmy przekazywania pakietów:
- Przełączanie procesowe - reprezentuje starszy mechanizm przekazywania pakietów, wciąż dostępny na routerach Cisco. Kiedy pakiet dociera do interfejsu, jest przekazywany do płaszczyzny sterowania, w której CPU dopasowuje docelowy adres do któregoś wpisu w swojej tablicy routingu, a następnie określa interfejs wyjściowy, na który przekierowuje pakiet. Ważnym jest, aby zapamiętać, że router wykonuje tę operację na każdym pakiecie, nawet jeśli adres docelowy jest ten sam w całym strumieniu pakietów. Mechanizm przełączania procesowego jest bardzo powolny i rzadko stosowany we współczesnych sieciach.
- Przełączanie Szybkie - jest powszechnym mechanizmem przekazywania pakietów, wykorzystującym szybko przełączającą pamięć podręczną do przechowywania informacji o następnym skoku. Kiedy pakiet nadchodzi do określonego interfejsu, jest przekazywany do płaszczyzny sterowania, gdzie CPU szuka dopasowania w szybko przełączającej pamięci podręcznej. Jeśli go nie znajdzie, pakiet jest przełączany procesowo i przekazywany na interfejs wyjściowy. Przepływ informacji dla pakietu jest także przechowywany w szybko przełączającej pamięci podręcznej. Jeśli na interfejsie pojawi się inny pakiet przeznaczony do tego samego celu, informacja o następnym skoku przechowywana w pamięci podręcznej jest ponownie wykorzystywana bez angażowania CPU.
- Ekspresowe przekazywanie Cisco (CEF) - CEF jest najnowszym i zalecanym mechanizmem Cisco IOS do przekazywania pakietów. Podobnie jak przy szybkim przełączaniu, CEF buduje Bazę Informacji Przekierowań (Forwarding Information Base, FIB) oraz tabelę przyległości. Jednak wpisy w tabeli nie są dokonywane z chwilą nadejścia pakietu, jak w przypadku szybkiego przełączania, a jedynie gdy coś ulegnie zmianie w topologii sieci. Dlatego też, kiedy sieć osiągnie zbieżność, zarówno FIB jak i tabele przyległości zawierają już pełną informację dla routera, potrzebną do przekazania pakietu. FIB zawiera wcześniej obliczone tabele przeglądowe (lookup), informacje o następnym skoku dla różnych ścieżek włącznie z z interfejsami oraz danymi warstwy 2. Metoda ekspresowego przekazywania Cisco (Cisco Express Forwarding) jest najszybszym mechanizmem przekazywania i jednocześnie zalecanym dla routerów Cisco.
Rysunki od 1 do 3 przedstawiają różnice pomiędzy trzema mechanizmami przekazywania pakietów. Załóżmy przepływ pięciu pakietów podążających do tego samego celu. Jak pokazano na rysunku 1, przy przełączaniu procesowym każdy pakiet musi zostać przetworzony osobno przez CPU. Porównaj to z przełączaniem szybkim, pokazanym na rysunku 2. W przełączaniu szybkim należy zauważyć, że jedynie pierwszy pakiet w strumieniu jest przełączony procesowo, a następnie dodany do szybko przełączającej pamięci podręcznej. Kolejne cztery pakiety są już szybko przetwarzane w oparciu o informację zawartą w pamięci podręcznej. Ostatecznie, jak pokazano na rysunku 3, mechanizm CEF buduje FIB oraz tablice przyległości po osiągnięciu przez sieć zbieżności. Wszystkie pięć pakietów jest przetwarzane szybko w płaszczyźnie danych.
Powszechna analogia używana do opisu tych trzech mechanizmów przekazywania pakietów jest następująca:
- przełączanie procesowe rozwiązuje każdy problem długo i indywidualnie, nawet jeśli jest identyczny z pozostałymi problemami;
- szybkie przełączanie rozwiązuje problem długo lecz jednorazowo, zapamiętując rozwiązanie dla kolejnych identycznych problemów;
- CEF rozwiązuje każdy możliwy problem zawczasu w arkuszu kalkulacyjnym.