لایه اینترنت در مدل TCP/IP اغلب به طور مستقیم با لایه شبکه در مدل مرجع اتصال داخلی سیستم‌های باز یا OSI مورد مقایسه قرار می گیرد. اگرچه این دو لایه مشترکاتی با هم دارند و موضوعاتی را هم‌پوشانی می کنند٬ اما متدهای دسته‌بندی متفاوتی را به نمایش می گذارند. به خصوص شاخصه‌های مجاز پروتکل‌ها (به عنوان مثال اینکه آیا آنها اتصال گرا هستند و با بدون اتصال) که در این لایه‌ها قرار می گیرند٬ بین این دو مدل دارای تفاوتات بارزی است. لایه شبکه در مدل OSI نوعی لایه “همه را بگیر” است؛ بدین معنا که تمام پروتکل هایی که در این لایه قرار دارند به نوعی باعث افزایش کارایی شبکه می شوند. در سوی دیگر٬ لایه اینترنت نوعی لایه به خصوص از پشته پروتکل‌هاست که بحث شبکه شبکه‌ها را با استفاده از پروتکل اینترنت قوت می بخشد.
به همین دلیل٬ لایه شبکه معمولا شامل پروتکل‌هایی نظیر پروتکل تفکیک آدرس یا ARP است که در مدل TCP/IP در لایه پیوند قرار می گیرد.
باید از مقایسه دقیق این دو مدل دوری جست. بحث لایه بندی در مدل TCP/IP از یک معیار طراحی اصولی پیروی نمی کند و معمولاً آنرا خطرناک و نادرست می دانند.
