Die Vermittlungsschicht (englisch: Network Layer), die im TCP/IP-Referenzmodell Internetschicht (englisch: Internet Layer) heißt, ist die dritte Schicht des OSI-Referenzmodells und des hybriden Referenzmodells. In dieser Schicht werden beim Sender die Segmente der Transportschicht in Pakete verpackt. Beim Empfänger erkennt die Vermittlungsschicht die Pakete in den Rahmen der Sicherungsschicht.