โปรโตคอล TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)
เป็นมาตรฐานที่เกิดขึ้นก่อนการกำหนดมาตรฐาน OSI Model และมีการใช้งานแพร่หลายบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต นอกจากนี้ยังไม่ต้องเสียค่าลิขสิทธิ์ในการใช้ จึงทำให้เป็นมาตรฐานถือว่ามีการใช้งานมากที่สุดในปัจจุบัน
มาตรฐาน TCP/IP จะแบ่งการรับ-ส่งข้อมูลเป็น 4 ชั้น เมื่อเปรียบเทียบกับแบบอ้างอิง OSI Model 7 ชั้น

จากรูปจะเห็นว่า ชั้น Application ของ TCP/IP จะเสมือนรวมชั้น Application ชั้น Presentation และชั้น Session เข้าเป็นชั้นเดียวกันโดยมีหน้าที่เป็นส่วนในการติดต่อระหว่างผู้ใช้งานกับ ส่วนบริการต่างๆ เช่น การโอนย้านไฟล์ (FTP), การรับส่งจดหมายอิเล็กทรอนิกส์ (SMTP) หรือบริการในการควบคุมเครื่องระยะไกล (Telnet)
ชั้น Transport ของ TCP/IP จะทำน้าที่เช่นเดียวกับ Transport ของ OSI Model คือ จัดเตรียมข้อมูลในการรับ-ส่ง เพื่อควบคุมการรับ-ส่งข้อมูลให้มีเสถียรภาพเชื่อถือได้ รวมทั้งการตัดแบ่งข้อมูลเป็นส่วนย่อย
ชั้น Internet จะทำหน้าที่เช่นเดียวกับชั้น Network ของ OSI Model ในการเลือกเส้นทางการส่งข้อมูลรวมทั้งสร้างสภาวะการเชื่อมต่อ และ สภาวะยกเลิกการเชื่อมต่อ
ชั้น Host to Network จะทำหน้าที่แปลง IP Address เป็นหมายเลขประจำตัวทางฮาร์ดแวร์ของอุปกรณ์เครือข่าย เพื่อใช้ในการรับ-ส่งข้อมูลในระดับกายภาพ รวมทั้งการสร้างสัญญาณไฟฟ้าสำหรับการรับ-ส่งข้อมูลตามมาตรฐานทางฮาร์ดแวร์ที่ใช้ เช่น ระบบ อีเธอร์เน็ต หรือ โทเค็นริง ซึ่งจะคล้ายกับการรวม ชั้น Data Link และ ชั้น Physical ของ OSI Model เข้าด้วยกัน โปรโตคอล TCP/IP จะมีโปรโตคอลย่อยในชั้นต่างๆ ดังนี้
ชั้น Application ประกอบด้วย
· โปรโตคอล FTP (File Transfer Protocol) เป็นตัวให้บริการถ่ายโอนไฟล์ผ่านระบบเครือข่าย
· โปรโตคอล Telnet ให้บริการ การติดต่อคอมพิวเตอร์ระยะไกลในระบบเครือข่าย
· โปรโตคอล SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) ใช้บริการ E-mail
· โปรโตคอล HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) ใช้บริการการแสดงเว็บ
· โปรโตคอล DNS (Domain Name System) ซึ่งใช้ในการแปลงข้อมูลชื่อเว็บเป็น IP Address
· โปรโตคอล SNMP (Simple Network Management Protocol) ซึ่งใช้ควบคุมดูแลเครือข่าย
· โปรโตคอล DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) ซึ่งใช้แจก IP Address ให้กับเครื่องลูกข่ายโดยอัตโนมัติ
ชั้น Transport ประกอบด้วย
· โปรโตคอล TCP (Transmission Control Protocol) เป็นโปรโตคอลที่ทำงานในลักษณะ Connection Oriented โดยจะแบ่งข้อมูลเป็นส่วนย่อยๆ เพื่อส่งออกไปยังปลายทาง แล้วประกอบเป็นข้อมูลที่ถูกต้องตามเดิม หากมีข้อมูลบางส่วนขาดหายไป จะมีการแจ้งกลับ เพื่อให้ส่งไปใหม่ จึงเป็นการรับประกันว่าปลายทางจะได้รับข้อมูลที่สมบูรณ์ถูกต้องเสมอ
· โปรโตคอล UDP (User Datagram Protocol) เป็นโปรโตคอลที่ทำงานในลักษณะ Connectionless คือจะส่งข้อมูลออกไปโดยไม่มีการตรวจสอบย้อนกลับว่าปลายทางได้รับข้อมูลถูกต้องครบถ้วนหรือไม่ ดังนั้นข้อมูลที่ส่งไปจึงมีความสมบูรณ์ถูกต้องน้อยกว่า การส่งข้อมูลโดยใช้โปรโตคอล TCP แต่จะส่งได้รวดเร็วกว่าและใช้แบนด์วิดท์ (Bandwidth) ของช่องสัญญาณน้อยกว่า
ชั้น Internet ประกอบด้วย
· โปรโตคอล IP (Internet Protocol) เป็นโปรโตคอลในการเลือกเส้นทาง และเป็นโปรโตคอลหลักในการส่งข้อมูล ในเครือข่าย
· โปรโตคอล ICMP (Internet Control Message Protocol) เป็นโปรโตคอลที่ใช้แจ้งเตือนเมื่อมีปัญหาในการับ-ส่ง ข้อมูล
· โปรโตคอล ARP (Address Resolution Protocol) เป็นโปรโตคอลที่ใช้ในการแปลงหมายเลข IPเป็นหมายเลข MAC Address ซึ่งเป็นหมายเลขประจำตัวทางฮาร์ดแวร์ของอุปกรณ์เครือข่าย