Транспортный уровень также отвечает за обеспечение надёжности сеанса связи. Различные приложения имеют разные требования относительно надёжности передачи данных.
IP-сеть отвечает только за структуру, адресацию и маршрутизацию пакетов. IP не определяет способ доставки или транспортировки пакетов. Транспортные протоколы предписывают способ передачи сообщений между узлами. Как показано на рисунке, TCP/IP предоставляет два протокола транспортного уровня: TCP (протокол управления передачей) и UDP (протокол пользовательских датаграмм). IP использует эти транспортные протоколы для обеспечения связи и передачи данных между узлами.
TCP считается надёжным и полнофункциональным протоколом транспортного уровня, который обеспечивает передачу всех данных на узел назначения. UDP в отличие от него — очень простой протокол транспортного уровня, не гарантирующий надёжность.