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虽然OSI/RM已成为计算机通信体系结构的标准模型，但因OSI/RM的结构过于复杂，实际系统中采用OSI/RM的并不多。
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目前，使用最广泛的可互操作的网络体系结构是TCP/IP协议体系结构。TCP/IP协议集由Internet工作委员会发布并已成为互联网标准。与OSI/RM的情况不同，从不存在正式的TCP/IP层次结构模型，但根据已开发的协议标准，可以根据通信任务将其分成4个比较独立的层次，如下表所示。
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（1）网络接口层：网络接口层也称网络访问层，简称接口层或访问层，负责将IP数据报封装成适合在物理网络上传输的帧格式并传输，或将从物理网络接收到的帧解封，取出IP数据报交给网络互联层。TCP/IP并没有对网络体系结构底层给出定义，网络接口层实际上就是TCP/IP与其赖以存在的各种通信网络之间的接口。网络接口可能是一个简单的设备驱动程序，也可能是一个复杂的具有数据链路协议的子系统，如Ethernet、ARPANET、PDN（Public Data NetWork，公用数据网）、MILNET、IEEE 802.3 CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect，载波监听多路访问／冲突检测）、IEEE 802.4 Token Bus和IEEE 802.5 Token Ring等。严格来说，这些都不属于TCP/IP协议集，但却是TCP/IP的实现基础。
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（2）网络互联层：网络互联层也称网络层或互联网层，负责将数据报独立地从信源传送到信宿，主要解决路由选择、阻塞控制和网络互联等问题，在功能上类似于OSI体系结构中的网络层。网络互联层是TCP/IP体系结构的核心，该层最重要的协议称为IP协议，因此网络互联层又称IP层。
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（3）传输层：负责在源主机和目的主机之间提供端到端的数据传输服务，相当于OSI体系结构中的传输层。本层主要定义了两个传输协议，一个是可靠的、面向连接的TCP协议；另一个是不可靠的、无连接的用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）。TCP和网络层的IP协议是互联网中的两个最重要的协议，以至于TCP/IP体系结构和TCP/IP协议集就以这两个协议的名称来命名。
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（4）应用层：应用层包含了所有的高层协议，常见的如简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol，SNMP）、超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol，HTTP）、FTP、SMTP、域名服务（Domain Name Server，DNS）和Telnet等。
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TCP/IP协议集作为一种十分流行的网络体系结构，已成为事实上的工业标准。TCP/IP体系结构没有明显地区分每一层中“服务”、“接口”与“协议”的概念，各层中“接口”与“层”之间的区分也太模糊。TCP/IP的各层与OSI/RM的层次对应关系如下表所示，但这种对应并不是十分严格的。
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