网络层数据平面的功能，即网络层中每台路由器的功能，该数据平面功能决定到达路由器输入链路之一的数据报（即网络层的分组）如何转发到该路由器的输出链路之一。传统的IP转发（其中转发基于数据报的目的地址）和通用的转发（其中可以使用数据报首部中的几个不同域的值执行转发和其他功能）

        网络层的控制平面的功能，即网络范围的逻辑，该控制平面功能控制数据报沿着从源主机到目的主机的端到端路径中路由器之间的路由方式。涉及到路由选择算法，以及广泛用于今天因特网中的诸如OSPF和BGP等路由选择协议。传统上，这些控制平面路由选择协议和数据平面转发功能已经被实现成一个整体，位于一台路由器中。软件定义网络（Software-Defined Networking,SDN）通过将这些控制平面功能作为一种单独的服务，明确地分离数据平面和控制平面，控制平面功能通常置于一台远程控制器中。

        路由器的数据平面的作用是从其输入链路向其输出链路转发数据报;控制平面的主要作用是协调这些本地的路由器转发动作，使得数据报沿着源和目的地主机之间的路由器路径最终进行端到端传送。

网络层的作用从表面看极为简单，即将分组从一台发送主机移动到一台接收主机。为此，需要使用两种重要的网络层功能：         转发：当一个分组到达某路由器的一条输入链路时，该路由器必须将该分组移动到适当的输出链路转发是在数据平面中实现的唯一功能，在最为常见的场合，分组也可能被现有的路由器阻挡（如该分组来源于一个已知的恶意主机，或者该分组发向一个被禁止的目的主机），或者可能时冗余的并经过多条出链路发送。转发（forwarding）是指将分组从一个输入链路接口转义到适当的输出链路接口的路由器本地动作。转发发生的时间尺度很短（通常为几纳秒），因此通常用硬件来实现。转发是由网络层的数据平面执行的主要功能。

        路由选择：当分组从发送方流向接收方时，网络层必须决定这些分组所采用的路由或者路径。计算这些路径的算法被称为路由选择算法（routing algorithm）。路由选择在网络层的控制平面中实现。路由选择（routing）是指确定分组从源到目的地所采取的端到端路径的网络范围处理过程。路由选择发生的时间尺度长得多（通常为几秒），因此通常用软件来实现。

        每台网络路由器中有一个关键元素是它的转发表（forwarding table）。路由器检查到达分组首部的一个或多个字段值，进而使用这些首部值在其转发表中索引，通过这种方法来转发分组。这些值对应存储在转发表项中的值，指出了该分组将被转发的路由器的输出链路接口。

如下所示，一个首部字段值为0111的分组到达路由器。该路由器在它的转发表中索引，并确定该分组的输出链路接口是接口2.该路由器在内部将该分组转发到接口2。