Giao thức mạng internet dựa trên mô hình phân lớp TCP/IP . Mô hình phân lớp TCP/IP được phân thành 5 lớp. 4 lớp phần mềm được xây dựng trên nền lớp phần cứng thứ 5.
- Lớp ứng dụng: Tại mức lớp cao nhất này, người sử dụng chương trình ứng dụng truy xuất đến các dịch vụ hiện hữu trên TCP/IP internet. Một ứng dụng tương tác với một trong những protocol ở lớp chuyên chở để gửi hoặc nhận dữ liệu. Mỗi chương trình ứng dụng chọn một kiểu chuyên chở nó cần, có thể là một dãy tuần tự các thông điệp hoặc một chuỗi các byte liên tục.
- Lớp chuyên chở: Nhiệm vụ cơ bản của lớp chuyên chở là cung cấp phương tiện liên lạc từ lớp ứng dụng này đến lớp ứng dụng khác. Mức chuyên chở có thể điều khiển luồng thông tin. Nó cũng có thể cung cấp sự chuyên chở với sự tin cậy cao đảm bảo dữ liệu không bị lỗi và đúng thứ tự.
- Lớp internet: Lớp internet xử lý liên lạc từ máy này đến máy kia. Nó nhận dữ liệu từ lớp chuyên trở cùng với một định danh của máy mà góc dữ liệu cần gửi tới. Nó đóng gói packet vào trong IP datagram, điền vào phần đầu gửi datagram sử dụng thuật giải chuyển kênh để xác định kênh phải gửi datagram trực tiếp hay gửi nó đến bộ chuyển kênh và chuyển datagram đến bộ giao tiếp mạng tích hợp để chuyển đi. Lớp internet cũng xử lý các datagram gửi đến, kiểm tra tính hợp lệ, sử dụng thuật giải chuyển kênh để xác định xem datagram được xử lý tại chỗ hay phải truyền đi.
- Lớp giao tiếp mạng: Đây là lớp thấp nhất của phần mềm TCP/IP chính là lớp giao tiếp mạng, có trách nhiệm nhận các IP datagram và truyền chỳng lờn một mạng nhất định. Giao tiếp mạng có thể bao gồm chương trình điều khiển thiết bị ( Ví dụ, khi mạng ở đây là mạng cục bộ và máy tính nối trực tiếp vào mạng) hay một hệ con phức tạp dựng riờng protocol data link của nó ( Ví dụ, khi mạng này bao gồm các bộ chuyển dữ liệu đã lien lạc với máy tính có sử dụng HDLC).
- Lớp Vật lý: đây là lớp phần cứng xác định chuẩn liên kết trong vật lý giữa máy tính và bộ chuyển mạch mạng, cùng với các thủ tục để truyền dữ liệu tới các máy tính khác. Mô hình tham khảo xác định liên kết trong vật lý bao gồm các đặc tính điện tử của điện thế và cường độ dòng.