路由器在OSI的第三层，即网络层。OSI把网络通信的的工作分为7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层；网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。
路由器属于OSI体系结构的第三层，即网络层。
OSI体系结构，意为开放式系统互联。国际标准组织（国际标准化组织）制定了OSI模型。这个模型把网络通信的工作分为7层，分别是物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层，表示层和应用层。1至4层被认为是低层，这些层与数据移动密切相关。5至7层是高层，包含应用程序级的数据。每一层负责一项具体的工作，然后把数据传送到下一层。
OSI将计算机网络体系结构(architecture）划分为以下七层：
物理层: 将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号 相当于邮局中的搬运工人。
数据链路层: 决定访问网络介质的方式。
在此层将数据分帧，并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址，相当于邮局中的装拆箱工人。
网络层: 使用权数据路由经过大型网络 相当于邮局中的排序工人。
传输层: 提供终端到终端的可靠连接 相当于公司中跑邮局的送信职员。
会话层: 允许用户使用简单易记的名称建立连接 相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。
表示层: 协商数据交换格式 相当公司中简报老板、替老板写信的助理。
应用层: 用户的应用程序和网络之间的接口。
网络层
网络层是OSI参考模型中的第三层，介于传输层和数据链路层之间，它在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上，进一步管理网络中的数据通信，将数据设法从源端经过若干个中间节点传送到目的端，从而向运输层提供最基本的端到端的数据传送服务。主要内容有：虚电路分组交换和数据报分组交换、路由选择算法、阻塞控制方法、X.25协议、综合业务数据网（ISDN）、异步传输模式（ATM）及网际互连原理与实现。
网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。
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