Il convient de mentionner un autre concept lié à la superposition de protocoles sur Internet, l'adressage. Comme nous l'avons vu précédemment, nous avons une communication logique entre les paires de couches dans ce modèle. Toute communication impliquant deux parties a besoin de deux adresses : l'adresse source et l'adresse de destination. Bien qu'il semble que nous ayons besoin de cinq paires d'adresses, une paire par couche, nous n'en avons normalement que quatre car la couche physique n'a pas besoin d'adresses ; l'unité d'échange de données au niveau de la couche physique est un bit, qui ne peut absolument pas avoir d'adresse. La figure ci-dessous montre l'adressage à chaque couche.
Comme le montre la figure, il existe une relation entre la couche, l'adresse utilisée dans cette couche et le nom du paquet sur cette couche. Au niveau de l'application, nous utilisons normalement des noms pour définir le site qui fournit des services, comme siteweb.com, ou l'adresse e-mail, comme utilisateur@siteweb.com. Au niveau de la couche transport, les adresses sont appelées numéros de port, et ceux-ci définissent les programmes de la couche application à la source et à la destination.
Les numéros de port sont des adresses locales qui distinguent plusieurs programmes exécutés en même temps. Au niveau de la couche réseau, les adresses sont globales, avec l'ensemble de l'Internet. Une adresse de couche réseau définit de manière unique la connexion d'un périphérique à Internet. Les adresses de couche liaison, parfois appelées adresses MAC, sont des adresses définies localement, dont chacune définit un hôte ou un routeur spécifique dans un réseau (LAN ou WAN).
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