網絡接口層
物理層是定義物理介質的各種特性：
1、機械特性。
2、電子特性。
3、功能特性。
4、規程特性。
數據鏈路層是負責接收IP數據報並通過網絡發送之，或者從網絡上接收物理幀，抽出IP數據報，交給IP層。
常見的接口層協議有：
Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame relay、HDLC、PPP ATM 等。
網絡層
負責相鄰計算機之間的通信。其功能包括三方面。
一、處理來自傳輸層的分組發送請求，收到請求後，將分組裝入IP數據報，填充報頭，選擇去往信宿機的路徑，然後將數據報發往適當的網絡接口。
二、處理輸入數據報：首先檢查其合法性，然後進行尋徑--假如該數據報已到達信宿機，則去掉報頭，將剩下部分交給適當的傳輸協議；假如該數據報尚未到達信宿，則轉發該數據報。
三、處理路徑、流控、擁塞等問題。
網絡層包括：IP(Internet Protocol)協議、ICMP(Internet Control Message Protocol)
控制報文協議、ARP(Address Resolution Protocol)地址轉換協議、RARP(Reverse ARP)反向地址轉換協議。
IP是網絡層的核心，通過路由選擇將下一跳IP封裝後交給接口層。IP數據報是無連接服務。
ICMP是網絡層的補充，可以回送報文。用來檢測網絡是否通暢。
Ping命令就是發送ICMP的echo包，通過回送的echo relay進行網絡測試。
ARP是正向地址解析協議，通過已知的IP，尋找對應主機的MAC地址。
RARP是反向地址解析協議，通過MAC地址確定IP地址。比如無盤工作站和DHCP服務。
1. IP （運作機制）
IP層接收由更低層（網絡接口層例如以太網設備驅動程序）發來的數據包，並把該數據包發送到更高層---TCP或UDP層；相反，IP層也把從TCP或UDP層接收來的數據包傳送到更低層。IP數據包是不可靠的，因爲IP並沒有做任何事情來確認數據包是按順序發送的或者沒有被破壞。IP數據包中含有發送它的主機的地址（源地址）和接收它的主機的地址（目的地址）。
高層的TCP和UDP服務在接收數據包時，通常假設包中的源地址是有效的。也可以這樣說，IP地址形成了許多服務的認證基礎，這些服務相信數據包是從一個有效的主機發送來的。IP確認包含一個選項，叫作IP source routing，可以用來指定一條源地址和目的地址之間的直接路徑。對於一些TCP和UDP的服務來說，使用了該選項的IP包好像是從路徑上的最後一個系統傳遞過來的，而不是來自於它的真實地點。這個選項是爲了測試而存在的，說明了它可以被用來欺騙系統來進行平常是被禁止的連接。那麼，許多依靠IP源地址做確認的服務將產生問題並且會被非法入侵。
2. ICMP （運作機制）
ICMP與IP位於同一層，它被用來傳送IP的的控制信息。它主要是用來提供有關通向目的地址的路徑信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主機通向其他系統的更準確的路徑，而‘Unreachable’信息則指出路徑有問題。另外，如果路徑不可用了，ICMP可以使TCP連接‘體面地’終止。PING是最常用的基於ICMP的服務。
傳輸層
提供應用程序間的通信。其功能包括：一、格式化信息流；二、提供可靠傳輸。爲實現後者，傳輸層協議規定接收端必鬚髮回確認，並且假如分組丟失，必須重新發送。
傳輸層協議主要是：傳輸控制協議TCP(Transmission Control Protocol)和用戶數據報協議UDP(User Datagram protocol)。
1. TCP （運作機制）
TCP是面向連接的通信協議，通過三次握手建立連接，通訊時完成時要拆除連接，由於TCP是面向連接的所以只能用於點對點的通訊。
TCP提供的是一種可靠的數據流服務，採用“帶重傳的肯定確認”技術來實現傳輸的可靠性。TCP還採用一種稱爲“滑動窗口”的方式進行流量控制，所謂窗口實際表示接收能力，用以限制發送方的發送速度。
如果IP數據包中有已經封好的TCP數據包，那麼IP將把它們向‘上’傳送到TCP層。TCP將包排序並進行錯誤檢查，同時實現虛電路間的連接。TCP數據包中包括序號和確認，所以未按照順序收到的包可以被排序，而損壞的包可以被重傳。
TCP將它的信息送到更高層的應用程序，例如Telnet的服務程序和客戶程序。應用程序輪流將信息送回TCP層，TCP層便將它們向下傳送到IP層，設備驅動程序和物理介質，最後到接收方。
面向連接的服務（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它們使用了TCP。DNS在某些情況下使用TCP（發送和接收域名數據庫），但使用UDP傳送有關單個主機的信息。
2. UDP （運作機制）
UDP是面向無連接的通訊協議，UDP數據包括目的端口號和源端口號信息，由於通訊不需要連接，所以可以實現廣播發送。
UDP通訊時不需要接收方確認，屬於不可靠的傳輸，可能會出丟包現象，實際應用中要求在程序員編程驗證。
UDP與TCP位於同一層，但它不管數據包的順序、錯誤或重發。因此，UDP不被應用於那些使用虛電路的面向連接的服務，UDP主要用於那些面向查詢---應答的服務，例如NFS。相對於FTP或Telnet，這些服務需要交換的信息量較小。使用UDP的服務包括NTP（網絡時間協議）和DNS（DNS也使用TCP）。
欺騙UDP包比欺騙TCP包更容易，因爲UDP沒有建立初始化連接（也可以稱爲握手）（因爲在兩個系統間沒有虛電路），也就是說，與UDP相關的服務面臨着更大的危險。
3. 通訊端口 （運作機制）
TCP和UDP服務通常有一個客戶/服務器的關係，例如，一個Telnet服務進程開始在系統上處於空閒狀態，等待着連接。用戶使用Telnet客戶程序與服務進程建立一個連接。客戶程序向服務進程寫入信息，服務進程讀出信息併發出響應，客戶程序讀出響應並向用戶報告。因而，這個連接是雙工的，可以用來進行讀寫。
兩個系統間的多重Telnet連接是如何相互確認並協調一致呢？TCP或UDP連接唯一地使用每個信息中的如下四項進行確認：
源IP地址 發送包的IP地址。
目的IP地址 接收包的IP地址。
源端口 源系統上的連接的端口。
目的端口 目的系統上的連接的端口。
端口是一個軟件結構，被客戶程序或服務進程用來發送和接收信息。一個端口對應一個16比特的數。服務進程通常使用一個固定的端口，例如，SMTP使用25、Xwindows使用6000。這些端口號是‘廣爲人知’的，因爲在建立與特定的主機或服務的連接時，需要這些地址和目的地址進行通訊。
應用層
向用戶提供一組常用的應用程序，比如電子郵件、文件傳輸訪問、遠程登錄等。遠程登錄TELNET使用TELNET協議提供在網絡其它主機上註冊的接口。TELNET會話提供了基於字符的虛擬終端。文件傳輸訪問FTP使用FTP協議來提供網絡內機器間的文件拷貝功能。
應用層一般是面向用戶的服務。如FTP、TELNET、DNS、SMTP、POP3。
FTP(File Transfer Protocol)是文件傳輸協議，一般上傳下載用FTP服務，數據端口是20H，控制端口是21H。
Telnet服務是用戶遠程登錄服務，使用23H端口，使用明碼傳送，保密性差、簡單方便。
DNS(Domain Name Service)是域名解析服務，提供域名到IP地址之間的轉換。
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)是簡單郵件傳輸協議，用來控制信件的發送、中轉。
POP3(Post Office Protocol 3)是郵局協議第3版本，用於接收郵件。
數據格式
數據幀：幀頭+IP數據包+幀尾 (幀頭包括源和目標主機MAC地址及類型,幀尾是校驗字)
IP數據包：IP頭部+TCP數據信息(IP頭包括源和目標主機IP地址、類型、生存期等)
TCP數據信息：TCP頭部+實際數據 (TCP頭包括源和目標主機端口號、順序號、確認號、校驗字等)