La couche réseau se réfère à la couche 3 du sept couches Interconnexion de systèmes ouverts (OSI) modèle d'architecture réseau. Algorithmes et protocoles dans la couche réseau sont chargés d'identifier le chemin optimal pour acheminer et livrer de manière fiable les paquets de données à partir de leurs réseaux de source à leurs réseaux de destination. En tant que composante du cadre conceptuel OSI, la couche réseau répond aux demandes de service de la couche 4, la couche transport, et émet des demandes de service à la couche 2, la couche liaison de données. Dans la pratique, il est composé d'équipements, routeurs primaires et des mécanismes tels que le protocole internet (IP), nécessaire pour transmettre des signaux numériques codés à partir hôtes source à travers les réseaux numériques - tels que l'Internet - à ses destinataires. Les principales fonctions de la couche réseau comprennent l'adressage, contrôle de congestion, gestion des erreurs, de réseaux, et le séquençage de paquets, le routage et le transfert.
Adressage et de routage de manière à assurer le niveau requis de qualité de service (QoS) sont les principales fonctions de la couche réseau. Qui y résident sont des algorithmes de routage IP et de protocoles, et l'Address Resolution Protocol (ARP). Les données sont transportés à travers les réseaux numériques via des routeurs et commutateurs qui utilisent des protocoles de l'encapsuler dans un paquet et des algorithmes qui permettent d'identifier le meilleur chemin de transmission. Ceci est connu comme la commutation de paquets.
Couche 3 ou couche réseau, la commutation a lieu quand un paquet arrive sur une interface de routeur et est transmis à une autre. Les protocoles qui peuvent être présents dans la couche réseau comprennent la livraison Datagram Protocol (DDP), Internet Control Message Protocol (ICMP), Groupe Internet Message Protocol (IGMP) et Internet Protocol Security (IPsec). Protocoles couramment utilisés que les informations itinéraire à travers les réseaux comprennent de routage Information Protocol (RIP), Open Shortest Path First (OSPF), Interior Gateway Routing Protocol (IGRP), Border Gateway Protocol (BGP) et Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP).
Pour des informations de routage sur Internet, les adresses IP sont inclus dans les entêtes des messages couche réseau, fournissant ainsi les routeurs les informations dont ils ont besoin pour décider comment gérer le flux de paquets de données. Adresse de destination du paquet IP est effectuée lorsqu'il est reçu sur une interface de routeur. Si le routeur n'est pas la destination du paquet, le routeur va chercher l'adresse réseau dans sa table de routage. Une interface de sortie est sélectionné, et le paquet est transmis à l'interface pour être cadré et transmises sur le réseau local. Le routeur rejette le paquet si l'entrée de réseau de destination n'est pas trouvée dans la table de routage.