Несмотря на отсутствие универсальных правил описания TCP/IP посредством многоуровневой модели, модели TCP/IP обычно содержат менее семи уровней. Большинство описаний TCP/IP определяют от трех до пяти функциональных уровней архитектуры протокола. Четырехуровневая модель, состоит из трех уровней (прикладной, узел-узел, доступ к сети) модели DOD Protocol Model из первого тома руководства по протоколам DDN и дополнительного уровня Internet. Такая модель обеспечивает приемлемую иллюстрацию уровней иерархии протоколов TCP/IP.
Как и в модели OSI, данные передаются вниз по стеку при отправке в сеть и вверх по стеку - при получении из сети. Четырехуровневая структура TCP/IP проявляется в способе обработки данных при их прохождении вниз по стеку, от прикладного уровня непосредственно к физической сети. Каждый уровень стека добавляет управляющую информацию, гарантируя корректную доставку. Блок управляющей информации называется заголовком (header), поскольку предшествует передаваемым данным. Каждый уровень интерпретирует всю информацию, полученную от вышележащего уровня, в качестве данных и добавляет к этим данным собственный заголовок. Дополнение информации по доставке на каждом уровне носит название инкапсуляции.
При получении данных происходит обратный процесс. Каждый уровень удаляет соответствующий заголовок и передает данные вышележащему уровню. При передаче вверх по стеку информация, получаемая от нижележащих уровней, интерпретируется в качестве заголовка и сопутствующих данных.
Каждому уровню соответствуют определенные структуры данных. Теоретически уровень не обязан знать о структурах данных, применяемых на соседних уровнях, однако на практике структуры данных уровня проектируются таким образом, чтобы хорошо сочетаться со структурами «соседей» в целях повышения эффективности передачи данных. Тем не менее каждому уровню соответствует собственная структура данных и специальная терминология ее описания.
На рис. 1.4 отражены термины, применяемые на различных уровнях TCP/IP в отношении передаваемых данных. Приложения TCP считают данные потоком (stream), а приложени я UDP - сообщением (message). На транспортном уровне TCP данные хранятся в сегментах (segment), на транспортном уровне UDP - в пакетах (packet). Уровень Internet рассматривает данные в качестве блоков, называемых дейтаграммами (datagrams). Многочисленные типы сетей, поверх которых работает TCP/IP, также используют разнообразную терминологию в области передаваемых данных. В большинстве сетей приняты термины пакет (packet) или фрейм (frame, блок данных).
