Una de las funciones básicas de IP es su habilidad para conectar distintas redes físicas. Esto es posible gracias a la flexibilidad de IP para utilizar para usar casi cualquier red física, y a su algoritmo de encaminamiento. Al sistema que realiza esta función se le denomina router, aunque también se emplea el término pasarela IP.
Nota: En otras secciones de este documento se muestra la posición de cada protocolo en el modelo de capas de la pila TCP/IP. El encaminamiento forma parte de la capa de red, pero la función principal de un protocolo de encaminamiento es intercambiar información con otros routers, y en este sentido los protocolos se comportan como si fueran de aplicación. Todos los protocolos escritos aquí emplean tres estrategias para el transporte de datos: usar UDP (por ejemplo RIP, descrito en Routing Information Protocol (RIP)), TCP (ver BGP en Border Gateway Protocol (BGP)) o bien crear su propia capa de transporte sobre IP (ver OSPF en Open Shortest Path First Protocol (OSPF) Version 2). Por lo tanto, no tiene mucho sentido representar la posición de estos protocolos en la pila como se ha hecho con otros.