Функції мережевого рівня:
Очевидно, що пристрої цього рівня, призначені для об'єднання мереж, повинні бути влаштовані набагато складніше, ніж пристрої канального рівня. По-друге, ці пристрої повинні забезпечувати цілеспрямовану передачу даних між абонентами через підмережі складовою мережі (тобто визначати шлях проходження даних), щоб не викликати перевантаження складовою мережі. Процес визначення шляху проходження даних через підмережі складовою мережі називається маршрутизацією. а пристрої, які об'єднують мережі та вирішальні перераховані завдання, отримали назву маршрутизаторів.
Отже, для успішного інформаційного обміну в об'єднаних мережах кошти мережевого рівня повинні вирішувати наступні завдання:
В даний час існують різні протоколи мережевого рівня. Основним протоколом, що використовується в Інтернет, є протокол IP.
Існує кілька версій протоколу IP, що відображають зміну вимог до функцій з розвитком мережі Інтернет. В даний час в якості стандарту використовується версія 4, хоча поступово впроваджується версія 6. В даному розділі розглядаються технологічні рішення стандартної версії 4.
Для виконання своїх функцій протокол визначає свій власний формат пакета. Основними інформаційними полями заголовка пакета є:
Як IP-маршрутизатора може бути використаний комп'ютер, системне програмне забезпечення якого дозволяє здійснювати IP-маршрутизацію. Зокрема, маршрутизатор можна організувати на базі комп'ютера під керуванням будь-якої з операційних систем сімейства Microsoft Windows Server.
Маршрутизація здійснюється на вузлі-відправнику в момент відправки IP-пакета, а потім на IP-маршрутизаторах.
Як відомо, для різних мережевих технологій значення MTU, певне для кадрів даних, може відрізнятися. Тому, при перетворенні кадрів на маршрутизаторі може знадобитися поділ вкладених в них IP-пакетів на більш дрібні пакети.
Для поділу пакетів на фрагменти модуль IP, встановлений на маршрутизаторі, створює на його основі деяке число нових пакетів (відповідно до довжини вихідного пакета і значення MTU для мережі, куди повинні бути передані дані). Для того, щоб дані могли бути правильно зібрані одержувачем, в заголовки нових IP-пакетів поміщається спеціальний числовий ідентифікатор, що дозволяє однозначно визначити, що ці пакети є фрагментами одного великого пакета. Крім того, в заголовках також вказується положення фрагментів у вихідному пакеті, що дозволяє забезпечити правильний порядок складання одержувачем.
Допоміжні мережевий рівень стека TCP / IP
Інша серйозна проблема полягає в тому, що якщо при обробці IP-пакета на маршрутизаторі виникли якісь проблеми, наприклад, минув "час життя пакета", то відправник про них не дізнається, оскільки механізм "зворотного зв'язку" також не передбачений специфікацією протоколу IP . Для вирішення цієї проблеми використовується спеціальний протокол мережевого рівня ICMP (Internet Control Message Protocol), що входить в стек протоколів TCP / IP, і забезпечує передачу керуючої інформації та інформації про помилки.
У сімействі протоколів TCP / IP передбачено також ряд інших допоміжних протоколів, наприклад, протоколи динамічної маршрутизації, що забезпечують обмін інформацією між маршрутизаторами з метою автоматизації побудови таблиць маршрутизації.