W modelu OSI protokół IP łączy się z warstwą sieciową, ponieważ odpowiada za adresowanie logiczne oraz przekazywanie pakietów pomiędzy różnymi sieciami. To właśnie na tym poziomie zapadają decyzje o trasie (routing) i realizowane jest przesyłanie datagramów między hostami w odległych segmentach sieci.
Odpowiedź "Sieciowa." jest więc właściwa, bo opisuje warstwę, której zadaniem jest dostarczenie pakietu do właściwej sieci i hosta na podstawie adresów logicznych.
- "Fizyczna." jest niepoprawna, ponieważ dotyczy sygnałów, kabli, złącz i parametrów transmisji w medium. Nie opisuje protokołów routowalnych ani adresowania IP.
- "Łącza danych." jest niepoprawna, bo koncentruje się na komunikacji w obrębie jednego łącza/segmentu (ramki, adresy sprzętowe, kontrola dostępu do medium). Nie realizuje routingu między sieciami.
- "Transportowa." jest niepoprawna, ponieważ odpowiada za komunikację end-to-end pomiędzy procesami (np. mechanizmy niezawodności, kontrola przepływu, wykorzystanie portów). IP nie zapewnia tych funkcji; zapewnia je typowo warstwa transportowa.
W praktyce takie rozróżnienie pomaga w diagnostyce: jeśli problem dotyczy bramy domyślnej, tras lub podsieci, szukasz przyczyn w warstwie sieciowej; jeśli dotyczy kabla/łącza lub ramek w jednej sieci lokalnej, częściej będzie to warstwa fizyczna albo łącza danych.