網路分層

應用層

這層是 TCP/IP 模型與應用程式之間的界面﹐向使用者提供應用程式服務所需的連接﹐然後透過其下的傳送層來發送和接收資料。應用程式根據傳送層所需的形態來選用資料格式﹐例如一串獨立的資料﹐或是一連續位元的組流。
TCP/IP 協定家族中，本身就定義了眾多的應用工具與協定，例如：HTTP、TELNET、NFS、等等。不同的協定使用不同的穿送層協定。

傳送層

傳送層的主要目的向應用程式之間提供點對點的通訊。它規劃了資料流量﹐也提供一可靠傳輸以確保資料能正確的抵達目的地。傳送層必須能夠提供一套機制來控制和檢測資料傳送的正確性﹐例如安排接收端傳回確認信息﹑重發遺失資料﹑以及剔除重複資料﹑等等。
傳送層軟體會將應用程式送下來的資料切割分包﹐以符合下層傳輸要求的一定體積﹐交由網際網路層處理。傳送層協定會在每一個資料包上面加上一個標頭 (header)﹐記錄一些資訊﹐用來辨識該資料包屬於哪個個程式和由哪個程式來接收。再配以檢測和供接收機器來檢測資料是否完整。
TCP/IP 的傳送層協定主要分為 TCP 與 UDP 兩種，前者為可靠性傳輸、後者為非可靠性傳輸。

網際網路層

這裡處理的是機器之間的通訊﹐為每一個傳送層交下來的封包加上 IP 標頭。網際網路層協定會根據傳送層的位址資料﹐使用路由演算法進行路由判斷﹐然後在 IP 標頭上填上路由資訊﹐以及其它相關的傳送選項資訊﹔再把封包交由下層處理。
這層協定的處理關鍵是路由﹐假如資料包的目的地是本機﹐則將標頭去除﹐將剩下部份交給合適的傳送協定處理﹔否則﹐就要判斷封包是直接傳送到本地網路節點﹐還是要傳送給路由器。如有需要﹐還會送出 ICMP 錯誤和控制訊息﹐同時也要處理接收到的 ICMP 訊。

網路存取層

本層的主要功能是把資料直接送給網路裝置。它定義了如何用網路來傳送 IP 資料段﹐它必須知道底層網路的細節。相對於 OSI 模型﹐TCP/IP 模型的網路存取層整合了 OSI 的實體層﹑資料連接層﹑和網路層的功能。但大部份底層標準是有廠商或 IEEE 制定的。
針對不同的網路實體標準﹐網路存取層有許多不同種類的協定與之對應。正如我們從前面的 OSI 學到的層級觀念來理解﹐就算其中某些協定得到更新﹐但對於上層協定來說﹐是沒影響的。因為TCP/IP 的設計刻意隱藏了較底層的功能。
網路存取層的功能﹐除了把 IP 資料段封裝到網路傳送的實體訊框(frame)之外﹐它還同時負責把 IP 對應到網路設備的實體位址。這樣才能讓以 IP 位址為傳送依據的資料﹐能透過底層網路傳送。