Das TCP/IP-Referenzmodell beschreibt den Aufbau und das Zusammenwirken der Netzwerkprotokolle aus der TCP/IP-Familie (TCP=Transmission Control Protocol, IP=Internet Protocol.). Es gliedert die TCP/IP-Protokolle in vier aufeinander aufbauende Schichten. Man spricht daher auch von einem Protokollstapel (protocol stack). Das TCP/IP-Referenzmodell ist auf die Internet-Protokolle zugeschnitten, die den Datenaustausch über die Grenzen lokaler Netzwerke hinaus ermöglichen ("Internetworking"). Es wird weder der Zugriff auf ein Übertragungsmedium noch die Datenübertragungstechnik definiert. Die TCP/IP Protokolle sind vielmehr dafür zuständig, Datenpakete über mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (Hops) weiterzuvermitteln und auf dieser Basis Verbindungen zwischen Netzwerkteilnehmern über mehrere Hops herzustellen. Um Probleme der Netzwerkkommunikation im Allgemeinen zu betrachten, greift man stattdessen auf das ISO-OSI-Referenzmodell zurück.

Das TCP/IP-Referenzmodell definiert vier Schichten: Anwendungsschicht, Transportschicht, Netzwerkschicht und Host-an-Netz-Schicht. Die Protokolle der TCP/IP-Familie lassen sich wie folgt einordnen:

TCP/IP-Schicht	Protokolle (Auswahl)					OSI-Schicht
Anwendung	FTP	SMTP	Telnet	DNS	SNMP	7
Transport	TCP			UDP		4
Netzwerk	IP, ICMP   (RIP, OSPF)					3
	ARP, RARP
Netzzugang	Ethernet	Token Bus	Token Ring	FDDI	WLAN	2
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Erläuterung zu den dargestellten Protokollen und Schichten folgen auf den nächsten Seiten.

Die Anwendungsschicht umfasst alle Protokolle, die mit Anwendungsprogrammen zusammenarbeiten und die Netzwerkinfrastruktur für den Austausch anwendungsspezifischer Daten nutzen. Beispiele sind:

• HTTP - Hypertext Transfer Protocol
• FTP - File Transfer Protocol
• SSH - Secure Shell
• SMTP - Simple Mail Transfer Protocol - E-Mail-Versand
• POP3 - Post Office Protocol (Version 3) - E-Mail-Abruf
• Telnet - Login auf entfernten Rechnern (remote terminal)
• DNS (Domain Name System) - Umsetzung zwischen Domainnamen und IP-Adressen
• SNMP - Simple Network Management Protocol - Verwaltung von Geräten im Netzwerk
• MBS/IP - Multi-purpose Business Security over IP
• RIP (Routing Information Protocol) - Informationsaustausch zwischen Routern! (Distanzvektor)

Die Transportschicht stellt eine Ende-zu-Ende Verbindung her. Das wichtigste Protokoll dieser Schicht ist das Transmission Control Protocol (TCP), das Verbindungen zwischen jeweils zwei Netzwerkteilnehmern zum gesicherten Versenden von Datenströmen herstellt.

• TCP (Transmission Control Protocol) - Datenstrom-Übertragung (verbindungsorientiert, zuverlässig)
• UDP (User Datagram Protocol) - Datenpaket-Übertragung (verbindungslos, unzuverlässig)

Die Netzwerk- oder Internetschicht ist für die Weitervermittlung von Paketen und die Wegewahl (Routing) zuständig. Auf dieser Schicht und den darunterliegenden Schichten werden Punkt-zu-Punkt-Verbindungen betrachtet. Die Aufgabe dieser Schicht ist es, zu einem empfangenen Paket das nächste Zwischenziel zu ermitteln und das Paket dorthin weiterzuleiten. Kern dieser Schicht ist das Internet Protocol (IP), das einen zuverlässigen, verbindungslosen Paketauslieferungsdienst bereitstellt.

• IP (Internet Protocol) - Datenpaket-Übertragung (verbindungslos, unzuverlässig)
• ICMP (Internet Control Message Protocol) - Kontrollnachrichten (z.B. Fehlermeldungen)
• OSPF (Open Shortest Path First) - Informationsaustausch zwischen Routern (Linkzustand)
• BGP (Border Gateway Protocol) - Informationsaustausch zwischen Autonomen Systemen im Internet (Pfadvektor)
• ARP (Address Resolution Protocol) - Adressumsetzung zwischen IP- und Geräteadressen
• RARP (Reverse Address Resolution Protocol) - Gegenstück zu ARP

Die Netzzugangsschicht ist im TCP/IP-Referenzmodell spezifiziert, enthält jedoch keine Protokolle der TCP/IP-Familie. Sie ist vielmehr als Platzhalter für verschiedene Techniken zur Datenübertragung von Punkt zu Punkt zu verstehen. Die Internet-Protokolle wurden mit dem Ziel entwickelt, verschiedene Subnetze zusammenzuschließen. Daher kann die Host-an-Netz-Schicht durch Protokolle wie Ethernet, Token Ring oder FDDI ausgefüllt werden.

• Ethernet - Netzwerkstandard IEEE 802.3
• TokenBus - Netzwerkstandard IEEE 802.4
• Token Ring - Netzwerkstandard IEEE 802.5
• FDDI - Fiber Distributed Data Interface
• WLAN - Netzwerkstandard IEEE 802.11
• PPP - Point-to-Point Protokoll