网络层是第三层，其主要职责是在数据包的首部中插入信息，以便将数据正确地编址和路由，并且将数据实际路由至正确的目的地。 常见协议有：ICMP、RIP（路由信息协议）、OSPF（开放最短路径优先）、BGP（边界网管协议）等。
