IP協議，即因特網協議，是定義于OSI-RM第三層——網絡層的重要協議，它在Internet上規定了進行通信時應遵循的規則，如IP數據包的構成及路由器如何將IP數據包送達目標主機等。在物理網絡的鏈路層傳輸的基本單元是幀（MAC幀），而MAC幀的格式和物理地址（MAC地址）則根據不同的物理網絡而變化。IP協議的作用是向傳輸層（TCP層）提供統一的IP包，即將各種不同類型的MAC幀轉換為統一的IP包，并將MAC幀的物理地址轉換為全網統一的邏輯地址（IP地址），從而消除了不同物理網絡MAC幀間的差異。IP協議是無連接的，IP網中的節點路由器會根據每個IP包的包頭IP地址進行尋址，因此，同一主機發出的屬于同一報文的IP包可能會通過不同的路徑到達目標主機。IP協議的主要功能包括尋址、路由選擇及分段與組裝。尋址功能將在下一節詳細探討。路由選擇是以單個IP數據包為基礎的，其目標是確定某個IP數據包如何到達目標主機需經過哪些路由器。路由選擇既可以由源主機決定，也可以由IP數據包途經的路由器決定。IP協議中的路由選擇依靠路由表進行。在IP網絡中的主機和路由器中都保存有一張路由表，路由表指明了下一個路由器（或目標主機）的IP地址，該表由目標主機地址和通往目標主機的路徑組成。路徑通常為下一個路由器的地址，也可以是目標主機的IP地址。IP數據包在實際傳輸過程中所經過的物理網絡幀的最大長度可能不同，因此長IP數據包需通過短幀網絡時，需要進行分段與組裝。IP協議通過分配給每個IP數據包一個唯一的標識符，以及包含分段標記和位移的報頭部分，實現分段與組裝。為了提高效率，減輕路由器的負擔，重新組裝工作由目標主機完成。