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Protokoll der NetzwerkschichtAuf dieser Schicht arbeitet IP (Internet Protocol), welches die Aufgabe hat, dafür zu sorgen, dass ein Datenpaket über mehrere Zwischenstationen seinen Empfänger erreicht. 
IP ist ein verbindungsloses Protokoll. Das bedeutet, dass keine Verbindung zwischen Sender und Empfänger aufgebaut wird, bevor Daten übertragen werden. Der Sender schickt ein Datenpaket einfach an seinen nächsten Nachbarn und dieser leitet das Paket wiederum zum nächsten Nachbarn bis der Empfänger erreicht wird. Da nicht sichergestellt ist, dass ein Datenpaket den Empfänger erreicht, ist IP zudem noch ein unzuverlässiges Protokoll. Während in einem einzelnen Computernetz alle Hosts an Verteiler angeschlossen sind und somit direkt miteinander kommunizieren können, muss ein Datenpaket im Internet vom Sender bis zum Empfänger mehrere Netze durchqueren. IP muss nun dafür sorgen, dass jedes Datenpaket aus seinem Ursprungs-Netz heraus in Richtung des Ziel-Netzes weitergeleitet wird. Dies wird als Routing bezeichnet und ist die Basis des Internets. Um Routing zu ermöglichen, muss jeder Host eine eindeutige Adresse haben, die auch angibt, in welchem Netz es sich befindet. Diese logische Adressierung geschieht ebenfalls durch IP. AdressierungJedem Host wird eine eindeutige Adresse in Form von vier Zahlen, die durch Punkte getrennt sind, zugewiesen. Beispielsweise: "192.168.78.23". Jede Zahl kann dabei einen Wert von 0 bis 255 annehmen. Diese IP-Adresse wird in den Header von jedem IP-Datenpaket eingetragen. Einmal die des Senders und einmal die des Empfängers. Die Adresse teilt sich in einen Netzwerk- und einen Geräteteil, wobei gesondert übermittelt wird, welche Zahlen der Geräteteil und welche Zahlen der Netzwerkteil sind. Alle Hosts des selben Computernetzes müssen den gleichen Netzwerkteil haben. Nehmen wir an, es gibt sechs Hosts mit folgenden IP-Adressen:
Falls die ersten 3 Zahlen den Netzwerkteil ausmachen würden, dann würden die Hosts fünf verschiedenen Netzen angehören. Wären es die ersten beiden Zahlen, wären es zwei verschiedene Netze. Wenn nur die erste Zahl der Netzwerkteil wäre, dann wäre es nur ein Netz. Jeder Netzbetreiber kauft IP-Adressen, die von den Internet-Organisationen vergeben werden. Diese weist er den Systemen seines Netzes zu. Je nach Größe seines Netzes legt er fest, welcher Teil der Adresse der Netzwerkteil und welcher der Geräteteil ist. Die IP-Adresse identifiziert also jeden Host eindeutig und bestimmt auch zu welchem Computernetz er gehört. Zur Kommunikation mit einem anderen Host, muss man dessen IP-Adresse kennen. RoutingDie Aufgabe des Routings übernehmen Router, bestimmte Systeme, die zwischen den einzelnen Netzen als Schnittstelle fungieren. Sie besitzen für jedes Netz, an das sie angeschlossen sind, eine IP-Adresse und sind somit gleichzeitig Teilnehmer in mehreren Netzen. 
Wird nun in einem Netz ein Paket versandt, dessen Empfänger nicht Teilnehmer des selben Netzes ist, dann wird dieses Paket zum nächsten Router geleitet. Dieser ermittelt aufgrund der Informationen des IP-Headers, zu welchem Netz der Empfänger gehört. Sollte der Router auch Teilnehmer des Netzes des Empfängers sein, kann er das Datenpaket direkt weiterleiten. Ansonsten geschieht die Weiterleitung anhand einer Routingtabelle. In dieser Tabelle steht, an welchen nächsten Router (next hop) die Datenpakete, für bestimmte Empfänger, weitergeleitet werden sollen. Die Einträge in der Routingtabelle werden entweder manuell konfiguriert oder der Router lernt selbst mit Hilfe von Routing-Protokollen, wie er die Datenpakete weiterzuleiten hat. Die Routing-Protokolle ermitteln bestimmte Informationen zu den umliegenden Netzen, wie z. B. deren Auslastung. Der nächste Router verarbeitet das Datenpaket auf die selbe Weise. So wird ein Datenpaket durch verschiedene Netze von Router zu Router geleitet und erreicht schließlich seinen Empfänger. 
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