Το
στρώμα δικτύου (Το στρώμα 3, που συχνά εφαρμόζεται ως IP) είναι κυρίως υπεύθυνο για τη διατήρηση δεδομένων από διαφορετικές εφαρμογές ξεχωριστά σε ένα δίκτυο. Ενώ συμβάλλουν άλλα στρώματα, το στρώμα δικτύου επιτυγχάνει αυτόν τον διαχωρισμό μέσω της χρήσης διευθύνσεων IP και δρομολόγησης. Κάθε πακέτο μεταφέρει μια διεύθυνση IP πηγής και προορισμού, επιτρέποντας στους δρομολογητές να προωθήσουν την κυκλοφορία στον σωστό προορισμό, ανεξάρτητα από την εφαρμογή που παράγει τα δεδομένα. Διαφορετικές εφαρμογές μπορούν να χρησιμοποιούν την ίδια υποδομή δικτύου ταυτόχρονα χωρίς να παρεμβαίνουν μεταξύ τους λόγω αυτού του μηχανισμού διευθύνσεων και δρομολόγησης.