網路層
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| OSI模型 |
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應用層（application layer） OSI Layer 7 |
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表現層（presentation layer） OSI Layer 6 |
| 該層被棄用。應用層的HTTP、FTP、Telnet等協定有類似的功能。傳輸層的TLS/SSL也有類似功能。 |
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會議層（session layer） OSI Layer 5 |
| 該層被棄用。應用層的HTTP、RPC、SDP、RTCP等協定有類似的功能。 |
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傳輸層（transport layer） OSI Layer 4 |
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網路層（network layer） OSI Layer 3 |
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資料鏈結層（data link layer） OSI Layer 2 |
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實體層（physical layer） OSI Layer 1 |
網路層（Network Layer）是OSI模型中的第三層（TCP/IP模型中的網際層），提供路由和尋址的功能，使兩終端系統能夠互連且決定最佳路徑，並具有一定的擁塞控制和流量控制的能力。相當於傳送郵件時需要地址一般重要。由於TCP/IP協定體系中的網路層功能由IP協定規定和實現，故又稱IP層。
功能
定址
對網路層而言使用IP位址來唯一標識互聯網上的各個定址，網路層依靠IP位址進行相互通訊（類似於MAC地址），詳細的編址方案參見IPv4和IPv6。
路由
在同一個網絡中的內部通訊並不需要網路層裝置，僅僅靠資料鏈結層就可以完成相互通訊，對於不同的網絡之間相互通訊則必須藉助路由器等三層裝置。
虛電路和數據報網絡
在傳輸層每個應用可以被提供兩個服務：無連接的UDP和有連結的TCP，在網路層也能為主機之間提供無連接和有連結的服務。
特點
- 在網路層中這些服務（無論是有連結還是無連接）都是提供主機到主機的服務，在傳輸層中提供的則是提供應用層行程之間的服務。
- 在至今為止的所有的主要電腦網絡結構體系中（互聯網、ATM、影格中繼等），網絡層提供了主機到主機無連接或者有連接服務，而不同時提供兩種服務。僅提供無連接的的網絡稱為數據報網絡(Datagram Network)，僅提供有連接的網絡稱為虛電路網絡（Virtual-Circuit，VC）。