OSI（开放系统互连）模型的网络层或第3层涉及跨多个跃点或链路从源到目标的数据包传递。它是与端到端传输有关的最低层。与设计该层有关的设计人员需要解决某些问题。这些问题包括提供给上层的服务以及该层的内部设计。
设计问题可以从四个方面来阐述-
存储-和-转发数据包交换
传输层服务
提供面向连接的服务
提供无连接服务
网络层在使用存储和转发数据包交换的环境中运行。具有要发送的数据包的节点将其传送到最近的路由器。数据包将存储在路由器中，直到完全到达并验证其校验和以进行错误检测为止。一旦完成，该数据包将转发到下一个路由器。由于每个路由器都需要先存储整个数据包，然后才能将其转发到下一跳，因此该机制称为存储转发转发。
网络层通过网络-传输层接口为其直接上层即传输层提供服务。提供的两种服务是-
连接-面向服务-在此服务中，在源和目标之间建立了一条路径，并且属于该消息的所有数据包都沿着该路径进行路由。
无连接服务-在此服务中，消息的每个数据包均被视为独立实体，并分别从源路由到目标。
提供这些服务时网络层的目标是-
服务不应依赖于路由器技术。
路由器配置详细信息不应与传输层有关。
无论网络是LAN，MAN还是WAN，都应为传输层提供统一的寻址计划。
在面向连接的服务中，在传输开始之前，在源节点和目标节点之间建立了称为虚拟电路的路径或路由。消息中的所有数据包都沿着此路由发送。每个包都包含一个标识符，该标识符表示它所属的虚拟电路。当所有分组都被发送时，虚拟电路被终止并且连接被释放。面向连接的服务的一个示例是MultiProtocol标签交换(MPLS)。
在无连接服务中，由于每个数据包都是独立发送的，因此每个数据包都包含其路由信息，并称为数据报。使用数据报进行传输的网络称为数据报网络或数据报子网。在传输消息之前，无需事先设置路由。属于该消息的每个数据报都遵循其自己的从源到目的地的路由。无连接服务的一个示例是Internet协议或IP。