Verkkokerros viittaa OSI-mallin verkkoarkkitehtuurin seitsemän kerroksen kerroksen 3 kerrokseen. Verkkokerroksen algoritmit ja protokollat ovat vastuussa optimaalisen polun reitittämisestä ja datapakettien toimittamisesta luotettavasti lähdeverkoistaan kohdeverkkoihinsa. Osana OSI: n käsitteellistä kehystä verkkokerros vastaa kerroksen 4 eli kuljetuskerroksen palvelupyyntöihin ja lähettää palvelupyynnöt tasolle 2, datalinkkikerrokselle. Käytännössä se koostuu laitteista, ensisijaisista reitittimistä ja mekanismeista, kuten Internet -protokolla (IP), jotka ovat välttämättömiä digitaalisesti koodattujen signaalien lähettämiseksi lähde -isännöitsijöiltä digitaalisten verkkojen – kuten Internetin – välityksellä kohdepalvelimille. Verkkokerroksen tärkeimpiä toimintoja ovat osoite, ruuhkanhallinta, virheiden käsittely, verkkotyö ja pakettien sekvensointi, reititys ja edelleenlähetys.
Osoittaminen ja reititys vaaditun palvelunlaadun (QoS) varmistamiseksi ovat verkkokerroksen päätoimintoja. Siellä on IP- ja reititysalgoritmit, protokollat ja ARP (Address Resolution Protocol). Tiedot siirretään digitaalisten verkkojen kautta reitittimien ja kytkimien kautta, jotka käyttävät protokollia pakatakseen ne pakettiin ja algoritmeihin, jotka tunnistavat parhaan siirtoreitin. Tätä kutsutaan pakettikytkentäksi.
Taso 3 tai verkkokerros, vaihto tapahtuu, kun paketti saapuu yhdelle reitittimen rajapinnalle ja välitetään edelleen toiselle. Verkkokerroksessa mahdollisesti olevia protokollia ovat Datagram Delivery Protocol (DDP), Internet Control Message Protocol (ICMP), Internet Group Message Protocol (IGMP) ja Internet Protocol Security (IPsec). Yleisesti käytettyjä protokollia, jotka reitittävät tietoja verkkojen välillä, ovat RIP (RIP), Open Shortest Path First (OSPF), Interior Gateway Routing Protocol (IGRP), Border Gateway Protocol (BGP) ja Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP).
IP -osoitteet reititetään Internetin välityksellä Network Layer -viestien otsikoihin, jolloin reitittimet saavat tarvitsemansa tiedot päättääkseen datapakettien virran hallinnasta. Paketin kohde -IP -osoite tarkistetaan, kun se vastaanotetaan reitittimen käyttöliittymässä. Jos reititin ei ole paketin kohde, reititin etsii verkko -osoitteen reititystaulukostaan. Poistumisrajapinta valitaan ja paketti lähetetään rajapintaan kehystettäväksi ja edelleenlähetettäväksi paikallisen verkon kautta. Reititin pudottaa paketin, jos kohdeverkko -merkintää ei löydy reititystaulukosta.