Ak sa požaduje, aby si jednotlivé segmenty zachovali relatívnu samostatnosť (napr. vlastnú sieťovú adresu, možnosť samostatnej správy a pod.), alebo keď treba vzájomne prepojiť lokálne siete rôznych typov, ak sa spájajú dve lokálne siete cez sieť rozľahlú alebo sa vytvára vzájomné prepojenie sieti so zložitejšou topológiou, treba na to použiť všeobecnejšie riešenie, než aké ponúkajú mosty.
Potrebné je prepojovacie zariadenie, ktoré už pracuje na úrovni sieťovej vrstvy a nazýva sa smerovač (router). Takéto zariadenie už vníma vlastný obsah jednotlivých rámcov (na úrovni linkovej vrstvy), dokáže správne rozpoznať formát jednotlivých paketov, ktoré sú v rámcoch prenášané a využiť informácie, ktoré sú v nich obsiahnuté.

Hlavná úloha smerovačov je vlastne zhodná s úlohou sieťovej vrstvy - teda postarať sa o doručenie paketov od ich pôvodného odosielateľa až ku konečnému príjemcovi. Smerovače teda musia prijímať rozhodnutia o tom, kadiaľ majú ďalej odoslať každý jednotlivý paket tak, aby sa dostal k svojmu cieľu - teda zaisťovať to, čo sa bežne nazýva smerovanie (routing). Musia nutne používať nejaký algoritmus smerovania, na ktorého základe svoje rozhodnutia prijímajú.
Tento algoritmus a z neho vychádzajúce smerovanie môže mat statickú povahu (t.j byť nezávislé na okamžitom stave siete), alebo môže mať naopak dynamickú povahu (a reagovať na priebežnú situáciu). V tomto druhom prípade, ktorý je dnes najčastejší, potom ešte potrebuje vhodnú metódu, resp. protokol, ktorého prostredníctvom získava potrebné informácie o stave siete.

Smerovače sa od mostov ďalej odlišujú tým, že sú pre ostatné entity. Nie je však ale nutné, aby to iste platilo aj na úrovni linkovej a fyzickej vrstvy. Tu sa už konkrétne protokoly a prenosové technológie môžu líšiť.
Smerovače sú dnes obvykle konštruované tak, aby mali viac rôznych rozhraní (tzv.portov) a bolo ich možné vzájomne prepojiť napríklad pomocou pevných okruhov, verejných údajových sietí, optických prenosových ciest a pripojiť k nim rôzne lokálne siete podľa štandardu IEEE 802 a pod.

___Multiprotokolové smerovače___
Požiadavka rovnakého (a teda jediného) protokolu v sieťovej vrstve je však veľmi obmedzujúca, zvlášť v dnešnej dobe, keď vedľa seba koexistuje rad sústav protokolov (okrem ISO/OSI tiež TCP/IP, SNA, DECnet, SPX/IPX a ďalšie) a užívatelia volajú po ich čo najtesnejšej integrácii v rámci tzv. heterogénnych sietí (t.j. sieti, ktorých uzly používajú rôzne sústavy protokolov).
Problém heterogénnych sieti možno riešiť v princípe dvoma spôsobmi - konverziou protokolov a smerovaním viacerých protokolov súčasne. Riešenie prostredníctvom konverzií sa ukázalo značne náročné a nespoľahlivé a preto sa presadila predovšetkým druha možnosť. Poprední výrobcovia dnes ponúkajú tzv. multiprotokolové smerovače (multiprotocol routers), schopné pracovať súčasne s viacerými rôznymi protokolmi. Multiprotokolový smerovač musí byť schopný rozpoznať typ paketu, ktorý dostane od linkovej vrstvy a podľa toho potom aplikovať ten smerovací algoritmus, ktorý k príslušnému sieťovému protokolu prislúcha.

___Brouter___
V dnešnej dobe, keď dochádza k stále tesnejšiemu prepojovaniu rozľahlých a lokálnych sietí, je použitie mostov i smerovačov veľmi rozšírené. Rozhodnutie medzi tým, či v určitej situácii použiť most alebo smerovač, nemusí byť vždy okamžite zrejmé, zvlášť potom pri lokálnych sieťach so zložitejšou topologiou a s väčším počtom používaných protokolov. V dnešnej dobe však už existujú tiež zariadenia, ktoré v sebe kombinujú funkcie oboch týchto zariadení. V angličtine sa pre ich označenie používa najčastejšie termín bridge/router, niekedy tiež brouter.

Ide o zariadenie, ktoré sa snaží fungovať ako smerovač a až v okamihu, keď pre nejaký paket nedokáže aplikovať smerovací algoritmus, odovzdá pôvodný rámec ďalej tak, ako by to urobil most. Výhodou takéhoto zariadenia je potom aj to, že sa dokáže vyrovnať s takými protokolmi, ktoré vôbec nemožno smerovať, lebo nepočítajú so sieťovou vrstvou . Ako napríklad protokoly DECLAT (DEC Local Area Transport), LU6.2 firmy IBM a protokoly NetBios