เลเยอร์เครือข่ายหมายถึงเลเยอร์ 3 ของโมเดล Open Systems Interconnection (OSI) เจ็ดชั้นสำหรับสถาปัตยกรรมเครือข่าย อัลกอริทึมและโปรโตคอลในเลเยอร์เครือข่ายมีหน้าที่ระบุเส้นทางที่ดีที่สุดในการกำหนดเส้นทางและส่งแพ็กเก็ตข้อมูลจากเครือข่ายต้นทางไปยังเครือข่ายปลายทางได้อย่างน่าเชื่อถือ ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบของกรอบแนวคิด OSI เลเยอร์เครือข่ายตอบสนองต่อการร้องขอบริการจากชั้นที่ 4, ชั้นการขนส่งและปัญหาการร้องขอบริการไปยังชั้นที่ 2, Data Link Layer ในทางปฏิบัติมันประกอบด้วยอุปกรณ์เราเตอร์หลักและกลไกเช่น Internet Protocol (IP) ที่จำเป็นในการส่งสัญญาณที่เข้ารหัสแบบดิจิทัลจากโฮสต์ต้นทางผ่านเครือข่ายดิจิตอลเช่นอินเทอร์เน็ตไปยังโฮสต์ปลายทาง ฟังก์ชั่นหลักของ Network Layer นั้นรวมถึงการกำหนดแอดเดรสการควบคุมความแออัดการจัดการข้อผิดพลาดการเชื่อมต่อเครือข่ายและการเรียงลำดับแพ็กเก็ตการกำหนดเส้นทางและการส่งต่อ
การกำหนดที่อยู่และการกำหนดเส้นทางเพื่อให้แน่ใจในระดับคุณภาพการบริการ (QoS) ที่ต้องการเป็นหน้าที่หลักของ Network Layer การพำนักอาศัยมี IP และอัลกอริทึมการเราต์โปรโตคอลและ Address Resolution Protocol (ARP) ข้อมูลถูกส่งผ่านเครือข่ายดิจิตอลผ่านเราเตอร์และสวิตช์ที่ใช้โปรโตคอลในการห่อหุ้มในแพ็กเก็ตและอัลกอริทึมที่ระบุเส้นทางการส่งที่ดีที่สุด สิ่งนี้เรียกว่าการสลับแพ็กเก็ต
การสลับเลเยอร์ 3 หรือเลเยอร์เครือข่ายเกิดขึ้นเมื่อแพ็กเก็ตมาถึงเราเตอร์หนึ่งอินเทอร์เฟซและถูกส่งต่อไปยังอีก โปรโตคอลที่อาจมีอยู่ในเลเยอร์เครือข่ายรวมถึง Datagram Delivery Protocol (DDP), โปรโตคอลควบคุมข้อความอินเทอร์เน็ต (ICMP), โปรโตคอลข้อความกลุ่มอินเทอร์เน็ต (IGMP) และ Internet Protocol Security (IPsec) โปรโตคอลที่ใช้กันทั่วไปซึ่งข้อมูลเส้นทางในเครือข่ายรวมถึง Routing Information Protocol (RIP), Open Shortest Path First (OSPF), โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางเกตเวย์ภายใน (IGRP), Border Gateway Protocol (BGP) และโปรโตคอลเวกเตอร์มัลติคาสต์ระยะทาง (DVMRP)
สำหรับข้อมูลการเราติ้งผ่านอินเทอร์เน็ตที่อยู่ IP จะรวมอยู่ในส่วนหัวของข้อความ Network Layer ดังนั้นเราเตอร์จึงให้ข้อมูลที่พวกเขาต้องการเพื่อตัดสินใจว่าจะจัดการการไหลของข้อมูลแพ็กเก็ตได้อย่างไร ที่อยู่ IP ปลายทางของแพ็คเก็ตจะถูกตรวจสอบเมื่อได้รับบนอินเทอร์เฟซเราเตอร์ หากเราเตอร์ไม่ใช่ปลายทางของแพ็กเก็ตเราเตอร์จะค้นหาที่อยู่เครือข่ายในตารางเส้นทาง เลือกอินเตอร์เฟสการทางออกและแพ็คเก็ตจะถูกส่งไปยังอินเตอร์เฟสเพื่อกำหนดกรอบและส่งต่อผ่านเครือข่ายท้องถิ่น เราเตอร์จะปล่อยแพ็กเก็ตหากไม่พบรายการเครือข่ายปลายทางในตารางเส้นทาง
