A camada de rede (A camada 3, geralmente implementada como IP) é o principal responsável por manter os dados de diferentes aplicativos separados em uma rede. Enquanto outras camadas contribuem, a camada de rede alcança essa separação através do uso de endereços IP e roteamento. Cada pacote carrega um endereço IP de origem e destino, permitindo que os roteadores encaminhem o tráfego para o destino correto, independentemente do aplicativo gerando os dados. Aplicações diferentes podem usar a mesma infraestrutura de rede simultaneamente, sem interferir entre si devido a esse mecanismo de endereçamento e roteamento.