Der Router gleicht bei der Funktion Voice over IP quasi einer Telefonzentrale, bei der die aufzubauenden Verbindungen digital aktiviert werden. Jeder kennt die Bilder aus den frühen Zeiten der Telefonie, als unzählige Damen in den Vermittlungsstellen die Kabel von einem Anschluss zum anderen umstecken mussten. Später erfolgte die Vermittlung automatisiert durch die Schaffung von Verbindungen mit Hilfe riesiger Kästen, in denen ständig Relais verschiedene Schaltmöglichkeiten durch ratterten. Dabei besaß jedes Relais genau zehn Schaltmöglichkeiten, die für die Ziffern null bis neun der jeweiligen Rufnummer standen. Schon seit mehr als einem Jahrzehnt erfolgt die Vermittlung von Telefonverbindungen in Deutschland ausschließlich digital.
Diese digitale Technik ist eine der wichtigsten Grundlagen für Voice over IP, bei der der Router die Vermittlung übernimmt. Seine Aufgaben sind in der Ebene drei des Open Systems Interconnection Referece Model geregelt, das insgesamt sieben Schichten umfasst. Sie wird in der Fachsprache als Network Layer oder auch Vermittlungsschicht bezeichnet. Dort kommt neben dem Router auch der Layer 3 Switch zum Einsatz. Dabei erfasst der Router alle Adressen, die einem bestimmten Netz zugeordnet sind. Im Falle eines lokalen Netzwerkes ist das der Hauptserver als zentraler Punkt, eventuelle Parallel- oder Ergänzungsserver sowie alle angeschlossenen Clients. Zu den Clients zählen sowohl die Computer, über die man Voice over IP praktizieren kann als auch die Telefone, die über eine zugeteilte IP angewählt werden können.
Da der Router alle in einem Netz vorhandenen Knotenpunkte und Clients kennt, ist seine erste Aufgabe beim Eintreffen eines Datenpakets, die beste Route für die Übermittlung der Daten an den Empfänger auszuwählen. Daher stammt auch die Bezeichnung Router. Dazu wird eine hinterlegte Routingtabelle benutzt, anhand derer der Router auch entscheidet, welche weiteren Knotenpunkte er gegebenenfalls für die Weiterleitung der Datenpakete nutzt. In der Bezeichnung Datenpakete ist auch die in digitale Signale umgewandelte Sprache mit inbegriffen. In der Routingtabelle können auch unterschiedliche Prioritäten festgelegt sein, die meistens an genau definierte Kriterien gebunden sind. Dabei spricht der Fachmann dann von einem Standardgateway oder einer Defaultroute, die auf einen weiteren Router verweist, der in dem jeweiligen Netzwerk eine in der Hierarchie höher stehende Rolle spielt.
Für die koordinierte Weiterleitung der Datenpakete wurden spezielle Protokolle entwickelt. Das bekannteste und am weitesten verbreitete Netzwerkprotokoll ist TCP/IP. Der als Transmission Control Protokoll oder auch Internetprotokoll Standard wurde im TCP/IP Referenzmodell festgelegt. Als einer der wichtigsten Vorläufer dieses Protokolls gelten die für das ARPANET festgelegten Standards. Als Pioniere bei der Entwicklung von TCP/IP gelten die Herren Cerf und Kahn, die vor allem dafür sorgten, dass die physischen Unterschiede zwischen den unterschiedlichsten Netzwerken kein Hindernis mehr für die Übertragung von Daten darstellten. Sie nahmen sich vor allem die technischen Grundlagen des CYCLADE Netzes zum Vorbild. Zwischen 1975 und 1983 fanden zahlreiche Versuche statt, zwischen abweichend aufgebauten Netzen eine Datenverbindung aufzubauen. Nachdem in diesem kleinen Rahmen die auftretenden Probleme zur Zufriedenheit aller Beteiligten gelöst wurden, konnte diese Art der Weiterleitung und Adressierung von Daten auch auf das World Wide Web angewendet werden. Heute arbeiten sämtliche in Netzwerken verwendeten Router mit dieser Technologie.