Routing VLAN umożliwia komunikację pomiędzy różnymi sieciami VLAN (wirtualnymi sieciami lokalnymi) w ramach infrastruktury sieciowej. Sieci VLAN logicznie dzielą sieć fizyczną na wiele sieci wirtualnych, każda z własną domeną rozgłoszeniową. Gdy zaimplementowano routing VLAN, do ułatwienia komunikacji pomiędzy sieciami VLAN używane jest urządzenie takie jak przełącznik warstwy 3 lub router z obsługą VLAN. To urządzenie kieruje ruchem pomiędzy sieciami VLAN w oparciu o adresy warstwy 3 (IP), skutecznie umożliwiając komunikację między sieciami VLAN, zachowując jednocześnie izolację zapewnianą przez segmentację VLAN.
Routing pomiędzy sieciami VLAN obejmuje proces przekazywania pakietów danych pomiędzy różnymi sieciami VLAN w sieci. Zwykle wymaga to routera lub przełącznika warstwy 3 umożliwiającego routing między sieciami VLAN. Kiedy urządzenie w jednej sieci VLAN musi komunikować się z urządzeniem w innej sieci VLAN, ruch jest wysyłany do routera lub przełącznika warstwy 3. Router sprawdza docelowy adres IP pakietu i na podstawie swojej tablicy routingu określa najlepszą ścieżkę przekazania pakietu do docelowej sieci VLAN. Proces ten umożliwia urządzeniom w różnych sieciach VLAN komunikację tak, jakby znajdowały się w tej samej sieci fizycznej.
Router VLAN, znany również jako przełącznik warstwy 3 lub router obsługujący sieć VLAN, to urządzenie sieciowe obsługujące routing między sieciami VLAN. W przeciwieństwie do tradycyjnych routerów, które działają głównie w warstwie 3 modelu OSI, routery VLAN są specjalnie zaprojektowane do obsługi routingu między sieciami VLAN. Utrzymują tablice routingu, które mapują sieci VLAN na podsieci IP i określają, w jaki sposób ruch powinien być przekazywany między sieciami VLAN na podstawie adresów IP. Routery VLAN ułatwiają wydajną komunikację pomiędzy różnymi sieciami VLAN, zachowując jednocześnie korzyści związane z bezpieczeństwem i segmentacją sieci VLAN.
Istnieją dwie główne metody routingu VLAN: router na patyku i routing przełącznika warstwy 3. Router na patyku polega na użyciu pojedynczego interfejsu fizycznego routera do kierowania ruchu między wieloma sieciami VLAN poprzez oznaczanie pakietów identyfikatorami VLAN (znaczniki 802.1Q). Router następnie przetwarza te oznaczone pakiety i kieruje je pomiędzy sieciami VLAN w oparciu o ich znaczniki VLAN i adresy IP. Z drugiej strony routing przełącznika warstwy 3 wykorzystuje przełącznik warstwy 3, który ma wbudowane możliwości routingu. Przełącznik ten może kierować ruchem pomiędzy sieciami VLAN bezpośrednio w obrębie przełącznika, oferując szybszą i bardziej wydajną komunikację między sieciami VLAN w porównaniu z tradycyjnymi konfiguracjami typu router-on-a-stick.
Routing VLAN działa w warstwie 3 (warstwa sieciowa) modelu OSI. Chociaż same sieci VLAN są koncepcją warstwy 2 (warstwy łącza danych), routing VLAN obejmuje przekazywanie ruchu w oparciu o adresy IP, co jest funkcją warstwy 3. Dlatego routing sieci VLAN jest uważany za działanie warstwy 3, ponieważ wymaga urządzeń takich jak routery lub warstwa 3 do interpretacji adresów IP i podejmowania decyzji dotyczących routingu między sieciami VLAN na podstawie tych adresów.