TCP/IP协议不是单纯的两个协议，是一组不同层次上的多个协议的组合，常称为TCP/IP协议簇或者互联网协议簇。TCP/IP也是互联网的事实上的标准，为实现整个网络的互联提供指导。TCP/IP层次组合很难用OSI的七层模型来套用，它是OSI模型的浓缩，将原来的七层模型合并为四层协议的体系结构，自顶向下分别是应用层、传输层、网络层和网络接口层，没有OSI参考模型的会话层和表示层，一般认为TCP/IP的会话和表示功能是在传输层或应用层上完成的。
TCP/IP与OSI模型比较.png
网络接口层：有时也称作数据链路层或链路层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。在TCP/IP协议簇中，链路层的协议比较多，它决定了网络形态，但很多都不是专门为TCP/IP设计的。常用的链路层协议包括：以太网协议、PPP协议、帧中继协议、ATM等。
网络层：IP层有时也称作互连网层，处理分组在网络中的活动，在底层通信网络的基础上，完成路由、寻径功能，提供主机到主机的连接。IP是尽力传送的、不可靠的协议。在TCP/IP协议簇中，网络层协议包括IP协议（网际协议），ICMP协议（Internet互连网控制报文协议），ARP/RARP（地址解析/反向地址解析协议），以及IGMP协议（Internet组管理协议）。
传输层：主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议簇中，有两个不同的传输协议：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议），它们分别承载不同的应用。TCP协议提供可靠的服务，UDP协议提供不可靠但是高效的服务。
应用层：这一层负责具体的应用，比如HTTP访问、FTP文件传输、SMTP/POP3邮件处理等等。几乎各种不同的TCP/IP实现都会提供下面这些通用的应用程序：远程登录（Telnet）、文件传输协议（FTP）、简单邮件传输协议（SMTP）、简单网络管理协议（SNMP）。
严格来讲，分层模型的动机就是将各层的功能尽量独立，每层的功能对另一层来说是透明的，只对通信的另一端负责，为编程和诊断提供良好的层次隔离，然而实际情况并非如此，首先软件编程上完全按照分层模型来做编程效率会降低，与其分层，不如按功能实现来模块化。其次，对于许多功能实现来说，必须实现两层子间的交互，这又违背了当初的出发点，比如链路层在成帧时需要接收端的物理地址，该地址必须由网络层处理ARP地址解析才行，简单地将ARP放在那一层都有些牵强。所以说，分层模型对于理解网络的抽象性是有益处的，它有助于指导网络入门，但并不是网络的精髓，只有结合具体的系统分析才有实际意义。
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