На сетевом уровне решаются вопросы объединения сетей с разными топологиями, с разными принципами передачи данных между конечными узлами для образования единой транспортной системы. Здесь сеть является не просто объединением компьютеров, но соединением по одной из типовых технологий, использующим для передачи данных один из протоколов канального уровня. Сетевой уровень решает вопросы обмена данными между сетями. Обмен данными осуществляется порциями, которые называются пакетами (пакет – блок данных сетевого уровня). Каждый пакет, кроме адреса компьютера, снабжается адресом сети как получателя, так и отправителя.
Для соединения сетей используется маршрутизатор, который собирает информацию о топологии межсетевых соединений. Для пути передачи пакета между конечными узлами, находящимися в разных сетях, возможно, находятся другие промежуточные сети, через которые необходимо сделать транзитные передачи. Таким образом, пакет проходит через несколько маршрутизаторов, которые образуют маршрут. Таких маршрутов может быть несколько. Проблема выбора наилучшего маршрута является главной задачей сетевого уровня, решение которой возлагается на маршрутизатор. Критерии выбора могут быть следующими: время передачи пакета, надежность передачи.
На сетевом уровне решаются вопросы согласования разных технологий, оптимизации информационных потоков между сетями.
На сетевом уровне выделяются два вида протоколов. Это сетевые протоколы, с помощью которых осуществляется продвижение пакетов через сеть.
К ним можно отнести и так называемые протоколы маршрутизации, с помощью которых маршрутизаторы обмениваются маршрутной информацией. Второй вид протокола – протокол разрешения адресов, который отвечает за преобразование адреса узла, используемого на сетевом уровне, в локальный
адрес сети.