На сетевом уровне сетьнаделяют специфическим значением. В этом случае под сетью понимается совокупность компьютеров, соединенных между собой в соответствии с одной из стандартной типичной топологии и, что используют для передачи данных один из протоколов канального уровня, определенный для этой топологии.

Сообщение сетевого уровня принято называть пакетами (packets). При организации доставки пакетов на сетевом уровне используется понятие «номер сети». В этом случае адрес получателя состоит из старшей части - номера сети и младшей - номера узла в этой сети. Все узлы одной сети должны иметь ту же старшую часть адреса, поэтому понятию «сеть» на сетевом уровне можно дать и другое, то есть больше формальное определение: сеть - это совокупность узлов, сетевой адрес которых содержит тот же номер сети.

На сетевом уровне определяются два вида протоколов:

1. сетевые протоколы (routedprotocols) - реализуют продвижение пакетов через сеть. Именно эти протоколы обычно имеются в виду, когда говорят о протоколах сетевого уровня. Однако часто к сетевому уровню относят и другой вид протоколов, называемых протоколами обмена маршрутной информацией или просто протоколами маршрутизации (routingprotocols).

2. протоколы решения адресов - Address Resolution Protocol, ARP, которые отвечают за отображение адреса узла, используемого на сетевом уровне, в локальный адрес сети.

Примерами протоколов сетевого уровня является протокол межсетевого взаимодействия IP стека TCP/IP и протокол межсетевого обмена пакетами IPX стека Novell.