Il Media Access Control è il più basso dei due sottostrati in cui è stato diviso lo strato del collegamento dati. Questo sottostrato fornisce l’accesso simultaneo allo strato fisico da parte delle schede di rete dei vari host connessi. Esso dialoga direttamente con la scheda di rete ed è responsabile di eventuali errori di trasferimento dati tra due computer della rete.

Il nome completo è “TCP/IP Internet Protocol Suite” ed è un insieme di protocolli di trasmissione, i cui due principali sono appunto il TCP (Transmission Control Protocol) e l’IP (Internet Protocol). Nel capitolo 1 (per la precisione nel paragrafo 1.9) è stata descritta a grandi linee la creazione e l’introduzione sul mercato del TCP/IP.

Tra il modello di riferimento OSI a sette strati ed il modello TCP/IP a quattro strati, si possono fare i seguenti confronti:
- Il modello stratificato TCP/IP unifica lo strato fisico a quello del collegamento dati del modello OSI, nello strato della rete TCP/IP. Non fa distinzione tra le schede di rete in senso fisico ed i loro driver e questo permette di implementare il TCP/IP in qualunque topologia di rete;
- Lo strato Internet del modello TCP/IP corrisponde allo strato della rete del modello di riferimento OSI. Entrambi si occupano dei servizi di indirizzamento ed instradamento;
- Lo strato del trasporto in tutti e due i modelli permette che si stabiliscano sessioni di comunicazione da un capo all’altro tra due host;
- Lo strato della sessione del modello TCP/IP combina gli strati della sessione, della presentazione e dell’applicazione del modello OSI. Il modello TCP/IP comprende tutte le questioni che riguardano la rappresentazione dei dati e il mantenimento delle sessioni nell’ambito delle definizioni di una applicazione.

Lo strato della rete infila sul cavo le cornici (frame) in partenza e toglie dal cavo quelle in arrivo. Il formato utilizzato da queste cornici dipende dalla topologia di rete implementata.
Lo strato della rete aggiunge un preambolo all'inizio della cornice, nonché un controllo ciclico di ridondanza (cyclical redundancy check, CRC) per assicurare che i dati non si danneggino durante il transito. Quando la cornice arriva a destinazione, il valore CRC é ricalcolato per determinare se i dati hanno subito qualche danno lungo il loro cammino.
Se la cornice arriva intatta, viene trasmessa al livello superiore nel modello a strati della rete; se invece essa é danneggiata, a questo punto viene scartata e si rende necessaria una nuova spedizione da parte dell’host mittente.

Lo strato Internet svolge tre funzioni principali: l'indirizzamento, la suddivisione in pacchetti e l'instradamento. L'Internet Protocol (IP) risiede in questo strato dell'insieme stratificato di protocolli TCP/IP. IP offre la consegna di informazioni senza connessione e non garantita.
Questo significa che il protocollo IP non svolge alcun controllo o misurazione per assicurarsi che l'host destinatario abbia ricevuto con successo le informazioni.
I pacchetti possono andare perduti o arrivare non in sequenza. Quando le informazioni arrivano dallo strato del trasporto, il protocollo IP vi aggiunge un'intestazione che contiene le seguenti notizie:
• Indirizzo IP dell'origine: indirizzo IP assegnato all'host mittente;
• Indirizzo IP della destinazione: indirizzo IP assegnato all'host destinatario (vedremo cos'é un indirizzo IP nel paragrafo 2.8):
• Protocollo del trasporto: il protocollo usato dallo strato del trasporto é immagazzinato all'interno dell'intestazione IP. In questo modo, quando il diagramma arriva al sistema dell'host, lo strato Internet sa se trasferirlo utilizzando il protocollo TCP o il protocollo UDP;
• Somma di controllo (checksum): assicura che i dati che arrivano a questo strato non si siano danneggiati durante il transito;
• Tempo di durata in vita (Time-to-live, TTL): ogni volta che il datagramma attraversa un router, il TTL diminuisce di un valore pari almeno a uno. Quando il TTL raggiunge il valore zero, il datagramma si sgancia dalla rete.

Lo strato Internet determina anche come instradare un datagramma verso un host destinatario.
Se si suppone che l'host dell'IP destinatario si trovi sullo stesso segmento di rete, il diagramma viene inviato direttamente all'host bersaglio.
Se invece determina che l'host destinatario si trova su un segmento di rete remoto, IP usa la tabella di instradamento dell'host mittente per individuare la strada migliore per raggiungere la rete su cui si trova l'host remoto.
Se nella tabella di instradamento non esiste un percorso esplicito, l'host all'origine impiega il suo gateway predefinito (il router preferito che un host utilizza per instradare il traffico verso segmenti di rete remoti) per inviare il diagramma all'host remoto. Altri processi che avvengono nello strato Internet sono la frammentazione ed il riassemblaggio.
A volte, quando le informazioni sono trasferite tra i segmenti di rete, questi possono non servirsi della stessa topologia di rete. La topologia di rete del ricevente può non lavorare con la medesima dimensione del datagramma che usa la rete dell'host mittente.
In questo caso, IP scompone i dati in pezzi più piccoli.
Quando i dati arrivano all'host destinatario, i pezzi più piccoli vengono riassemblati,nel pacchetto dati originale. Al momento della frammentazione dei dati, in ciascun pacchetto distinto vengono apposte le seguenti informazioni:

• Flag: il bit di flag del frammento nell'intestazione IP di ciascun frammento di pacchetto é impostato in modo da indicare che i dati sono stati suddivisi. Sull'ultimo frammento di pacchetto il bit di flag non é impostato, poiché a seguire non vi sono altri frammenti;
• ID del frammento: quando un datagramma é spezzettato in porzioni più piccole, l’ID del frammento identifica tutti i pezzi da cui era composto in origine. Questa informazione serve al client per potere poi riassemblare il datagramma;
• Offset del frammento: quando le porzioni più piccole si riassemblano in un singolo datagramma, l’offset del frammento determina l’ordine in cui i frammenti si devono sistemare.

Lo strato del trasporto fornisce una comunicazione da un capo all’altro tra gli host utilizzando le porte. Nel modello a strati del TCP/IP, si trovano i seguenti due protocolli con il compito di trasportare i dati:
- Trasmission Control Protocol (TCP)
- User Datagram Protocol (UDP)
Il TCP si occupa delle comunicazioni orientate alla connessione su una rete TCP/IP.
Quando due host comunicano utilizzando il protocollo TCP, bisogna che tra i due si stabilisca una sessione. Questo avviene perché ciascun host possa determinare il numero sequenziale successivo che l’altro host utilizzerà. Una connessione TCP garantisce un livello di attendibilità.
Le trasmissioni si servono di numeri sequenziali e di conferme per assicurarsi che l’host destinatario riceva con successo i dati. Se infatti non riceve uno specifico segmento, può richiedere all’host mittente di inviarlo una seconda volta.

Nella figura qui sopra, l’host sulla sinistra ha segmentato un pacchetto dati in 5 pezzi più piccoli. Invia i primi due all’host sulla destra, il quale, al momento della ricezione, dà una conferma che l’invio ha avuto successo. Quindi l’host sulla sinistra invia i due frammenti successivi (il 3 ed il 4).
Per qualche ragione, l’host sulla destra riceve solo il terzo frammento. L’host sulla sinistra invia di nuovo il frammento 4 ed insieme il frammento 5. Al momento della ricezione, l’host destinatario dà la conferma per entrambi i frammenti. Ora può riassemblare i dati nel loro formato originale.