Internetová vrstva modelu TCP/IP je sieťová vrstva . Je zodpovedný za smerovanie paketov údajov v sieťach. Jeho kľúčový protokol je
IP (internetový protokol) , ktorý poskytuje logické adresovanie (adresy IP) a spracováva dodávku dátových paketov medzi hostiteľmi v rôznych sieťach. Medzi ďalšie protokoly, ktoré pôsobia v tejto vrstve, často patria ICMP (Protokol správy internetových riadiacich správ) pre protokoly hlásenia chýb a smerovania, ako sú RIP a OSPF.