Protokol usmjeravanja je način na koji računalno umrežavanje može učinkovito usmjeravati promet putem uređaja koji se nazivaju usmjerivači. Svaki takav protokol u biti je algoritam dizajniran za sprječavanje i ispravljanje petlji, prikupljanje informacija o topologiji mreže i distribuciju tih informacija drugim usmjerivačima i na kraju odabir putova kojim bi promet trebao ići. Neki od ovih protokola upravljaju prometom unutar mreže, usmjeravajući ga na druge usmjerivače unutar kontrolirane mreže. Kada komunikacija treba ući ili napustiti određenu mrežu, ona se usmjerava drugom vrstom protokola za usmjeravanje koji prati promet na rubu ili granici mreže.
Kada se protokol usmjeravanja koristi unutar mreže, naziva se internim protokolom pristupnika (IGP). Koristeći isti protokol usmjeravanja zajedno, tvore domenu za usmjeravanje. Nakon toga, bilo koji broj domena za usmjeravanje zajedno tvore mrežu koja se sastoji od autonomnog sustava (AS). Ovdje, na unutarnjoj strani AS-a, protokoli spadaju u dvije primarne kategorije, protokol stanja veze ili vektorski baziran protokol.
Uz protokol o stanju veze, usmjerivači razgovaraju jedni s drugima kako bi mapirali cijelu mrežu, procijenili stanje veza između njih, a zatim izračunali najbolje moguće putove kojima promet može zaobići. Ova metoda je korisna u određivanju koje staze mogu imati veću brzinu veze od drugog puta i za pronalaženje najkraćeg puta. Ove vrste protokola za usmjeravanje vrlo su brze u natjecanju usmjerivača da se međusobno konvergiraju, ažuriraju svoje znanje o mreži, kada se doda novi usmjerivač ili se isključi iz mreže.
Protokol usmjeravanja baziran na vektorima dolazi u dvije vrste: vektor udaljenosti i vektor putanje, pri čemu je potonji podklasa prvog. Metode vektora udaljenosti koriste ono što je poznato kao broj skokova za određivanje najkraćeg puta od jednog usmjerivača do drugog. Ovdje usmjerivač broji broj drugih usmjerivača koje komunikacija mora proći, od kojih svaki predstavlja jedan skok, a zatim gradi svoju kartu najboljih mogućih ruta. U usporedbi s protokolom stanja veze, algoritam vektora udaljenosti ne može reći koliko je brz određeni skok u usporedbi s drugim i može u konačnici odabrati sporiju rutu iako zahtijeva manje skokova. Također pati od kašnjenja kada se usmjerivač dodaje u mrežu ili uklanja iz mreže, budući da mora ponovno brojati skokove kako bi ponovno izgradio svoju kartu mreže.
Protokol usmjeravanja vektora puta često se koristi na granici mreže u onome što se naziva protokolom graničnog pristupnika (BGP). Osim brojanja skokova, granični usmjerivač također oglašava svoju dostupnost slanjem poruke vektora puta. Granični usmjerivači drugih mreža tada izgrađuju svoje znanje o putovima izvan AS-a gledajući te poruke jedne od drugih.
U nekim slučajevima, protokol usmjeravanja se zapravo može usmjeriti preko postojećeg komunikacijskog protokola. Hoće li se usmjeravati ovisi o sloju modela interkonekcije otvorenih sustava (OSI) pod kojim djeluju, kao što je IS-IS, sloj podatkovne veze i neusmjereni je protokol. Internetski protokol (IP) i protokol za kontrolu prijenosa (TCP), rade na slojevima tri i četiri, odnosno dva su načina pomoću kojih se može usmjeravati protokol za usmjeravanje. Najpoznatiji su BGP-ovi koji rade preko TCP-a.