TCP/IP的層次結構如圖1所示，是一個四層結構，各層的核心協議都已經包含在途中，
需要指出的是：
（1）ICMP雖然是放在網絡層，但是ICMP也是需要先封裝成IP數據包再交給網絡接口層的，同理，ARP和RARP也得先由網絡接口層封裝成幀，再在物理鏈路上傳輸。
（2）各層網絡協議之間只要接口固定，彼此之間就可以互相通信，各層協議內部實現是自由的，最能體驗這一點的是網絡層與網絡接口層，雖然一般網絡層都是運行IP等協議，但是網絡接口層確往往有多種選擇，比如以太網、令牌總線、令牌環網、FDDI等。
（3）處於互聯網中的所有運用TCP/IP進行網絡通信的主機操作系統都實現了TCP/IP協議棧，這樣，當處理網絡中的兩臺主機想彼此通信時，其數據傳輸過程如圖2所示。
圖1
圖2
圖2中的應用層數據途徑各層網絡協議傳輸過程如圖3所示，數據由上望下傳輸時，每一層都會在上層傳下來的數據前面加個首部，以太網不僅僅加首部，還加尾部。圖3中的應用層首部是可選的，可有可無，視應用程序需求而定。在接收端數據由下往上傳輸，各層會一次取下自己的首部及尾部。
圖3
以上是TCP/IP網絡的總體結構及數據傳輸模型，接着我們逐層學習各層的協議，我們由下往上，從底層出發。
網絡接口層負責封裝數據在物理鏈路上傳輸，屏蔽了物理傳輸的細節，它一方面從網絡層拿數據，然後封裝發送出去；另一方面是接收數據提交給網絡層。
總結而言，它主要是爲網絡層的IP服務的。
網絡接口層中最爲著名，應用最爲廣泛的是以太網，以太網幀格式如下：
| 幀頭8 | 目的地址6 | 源地址6 | 類型域2 | 數據域46-1500 | CRC4 |
對於以太網的幀格式，需要注意一下幾點：
（1）各種圖中數字說明的是各字段的字節數，如幀頭8表示幀頭佔8個字節。
（2）各字段的說明：幀頭用於同步接收機，並且標識一幀的開始；接下來是目的地址和源地址分別6字節；類型域2個字節，類型域說明數據域放的是哪種類型的數據，ARP,RARP還是IP? 因爲這三種數據都需要封裝成以太網幀在物理鏈路上傳輸，也就是說以太網幀不僅僅是爲IP服務的，還爲ARP和RARP服務；然後是數據域，數據域的大小由46字節到1500字節，這個取值範圍在（3）中說明；最後是4字節的CRC循環冗餘校驗，對校驗碼感興趣的讀者可以參考相關信道編碼的書籍，如果不想深究，只要知道通過這個校驗碼我們就可以判斷出數據有誤出錯就行了，這個CRC校驗是針對數據域的。
（3）數據域之所以有46-1500這樣一個範圍，是有原因的。之所以有46的最小長度限制，主要是由於CSMA/CD協議的需要，具體參考http://blog.csdn.net/ericming200409/archive/2010/06/06/5650542.aspx ；之所以有1500的上限限制是比較好理解的，因爲如果幀太大的話，一個主機佔用鏈路時間太長，帶來不好的用戶體驗。
（4）由於數據域有了上限和下限的限制，這就引發了一個問題，網絡層傳下來的數據少於46字節怎麼辦？或者多於1500字節又怎麼辦？事實上，ARP和RARP的數據域是28字節，是比46字節少的。對於大於1500字節的數據包，IP層是需要進行IP分片的，這等到網絡層的時候再仔細介紹；對於少於46字節的數據包，採用的辦法是填充0。
（5）MTU:即最大傳輸單元，是網絡接口層的重要概念之一，在以太網中其大小往往就是我們剛剛所說的1500字節。在linux中可以通過命令ifconfig或者netstat的查看主機的所有接口及其MTU。
（6）在用ifconfig或者netstat的查看主機的所有接口及其MTU的時候，我們會發現LO接口，即環回接口，環回接口也是運行在網絡接口層，它負責處理髮送給本機的數據，發送給網絡上其它主機的數據由以太網驅動程序負責發送。