Семейство протоколов TCP/IP может быть описано с точки зрения эталонной модели OSI. В модели взаимодействия открытых систем (OSI) уровень доступа к сети и уровень приложений в модели TCP/IP дополнительно подразделяются для описания отдельных функций, которые реализуются на этих уровнях.
На уровне доступа к сети семейство протоколов TCP/IP не определяет список протоколов, используемых для передачи по физической среде; оно описывает только передачу с межсетевого уровня физическим сетевым протоколам. Уровни 1 и 2 модели OSI описывают необходимые процедуры для доступа к среде передачи и физическим средствам отправки данных по сети.
Как показано на рисунке, полное совпадение двух сетевых моделей происходит на уровнях 3 и 4 модели OSI. Уровень 3 (сетевой уровень) обычно используется для описания ряда процессов, которые возникают во всех сетях передачи данных при адресации и маршрутизации сообщений в объединённой сети. IP — это протокол из набора протоколов TCP/IP, реализующий функциональность, описанную на уровне 3 OSI. IP — протокол из набора протоколов TCP/IP, реализующий функциональность, описанную на уровне 3 OSI.
Уровень 4 (транспортный уровень модели OSI) описывает общие сервисы и функции, которые предоставляют упорядоченную и надёжную доставку данных между узлами источника и назначения. Эти функции включают подтверждение, устранение ошибок и восстановление последовательности данных. На этом уровне основные функции обеспечивают протоколы TCP и UDP (Протокол пользовательских датаграмм) семейства TCP/IP.
Прикладной уровень TCP/IP включает в себя ряд протоколов, которые предоставляют определённую функциональность различным приложениям для конечных пользователей. Уровни 5, 6 и 7 модели OSI используются в качестве ссылки для разработчиков и поставщиков прикладного программного обеспечения в производстве сетевой продукции.