Os circuitos privados se ligam a roteadores em duas outras redes e essas redes, por sua vez, estão conectadas entre si. Poderíamos descrever esse sistema de redes interligadas como três roteadores remotos internos conectados em anel. Muitas empresas possuem redes interligadas com dezenas ou centenas de roteadores e circuitos de conexão. Em geral, os roteadores conectam vários segmentos de rede e vários circuitos de interligação de redes simultaneamente. A capacidade de selecionar uma entre as diversas vias de conexão disponíveis e limitar o tráfego que flui por algumas delas é uma vantagem clara dos roteadores sobre as pontes.
Os computadores existentes em cada segmento da rede endereçam os quadros Ethernet ou Token-Ring da camada MAC ao roteador quando os quadros contém pacotes destinados a endereços pertencentes a segmentos distantes. Os protocolos de roteamento conseguem chegar a níveis de detalhe tais que são capazes de direcionar um pacote de informações a um programa específico que esteja sendo executado num determinado computador, não se limitando a enviá-lo apenas ao computador. Os roteadores filtram pacotes com base (entre outros fatores) numa lista específica de endereços de origem e, assim, podem se tornar um componente fundamental de segurança da rede. Essa especificidade e utilíssima nos sistemas de mainframes, e está se tornando cada vez mais útil nas redes de PCs, na medida em que um número maior de pessoas passa a adotar sistemas operacionais de multitarefas, como o OS/2, o Microsoft Windows e o Unix.
Quando o roteador recebe um quadro, ele verifica os dados contidos dentro do quadro, para determinar o tipo de protocolo obedecido na formatação dos dados. O protocolo de roteamento e implementado sob a forma de um tipo especial de pacote contido e identificado dentro do pacote da camada de transporte. Um pacote formatado de acordo com o padrão IP do protocolo TCP/IP poderia conter qualquer um dos protocolos de roteamento IP descritos a seguir.
Há roteadores capazes de tratar dados formatados de acordo com apenas um protocolo de transporte, embora os roteadores de diversos protocolos sejam comuns. Dispositivos que funcionam como pontes e roteadores ao mesmo tempo estão se tornando cada vez mais importantes nas redes complexas. Alguns protocolos, como o relativamente antigo Local Area Transport (LAT) usado nas redes da Digital Equipment Corp., não contém informações suficientes para permitir o roteamento e, portanto, os quadros que contém pacotes LAT precisam ser enviados através de uma ponte ou encapsulados em outros pacotes que consigam conter mais informações. Protocolos mais novos associados a DECnet podem ser roteados e, assim, dispositivos que atuam como pontes para certos protocolos e como roteadores para outros são comuns nas rede da Digital.
Os dados existentes no pacote do protocolo de roteamento podem fornecer vários tipos de instruções e informações aos roteadores, porém os diversos protocolos usados para rotear pacotes são muito diferentes entre si. Até as implementações de um mesmo protocolo costumam variar significativamente conforme o fornecedor.
