Протокол IP є дейтаграммным протоколом і тому за своєю природою не може гарантувати надійність передачі даних. Це завдання - забезпечення надійного каналу обміну даними між прикладними процесами в складеній мережі - вирішує протокол TCP (Transmission Control Protocol), що відноситься до транспортного рівня.
Протокол TCP працює безпосередньо над протоколом IP і використовує для транспортування своїх блоків даних потенційно ненадійний протокол IP. Надійність передачі даних протоколом TCP досягається за рахунок того, що він заснований на встановленні логічних з'єднань між взаємодіючими процесами. До тих пір, поки програми протоколу TCP продовжують функціонувати коректно, а складена мережа не розпалася на незв'язні частини, помилки в передачі даних на рівні протоколу IP не впливатимуть на правильне отримання даних.
Протокол IP використовується протоколом TCP як транспортний засіб. Перед відправкою своїх блоків даних протокол TCP поміщає їх в оболонку IP-пакета. При необхідності протокол IP здійснює будь-яку фрагментацію і збірку блоків даних TCP, потрібну для здійснення передачі і доставки через множину мереж і проміжних шлюзів.
На рис. 4 показано, як процеси, що виконуються на двох кінцевих вузлах, встановлюють за допомогою протоколу TCP надійний зв'язок через складену мережу, всі вузли якої використовують для передачі повідомлень дейтаграммный протокол IP.
Рис. 4. TCP-соединение створює надійний канал зв'язку між кінцевими вузлами