W wyniku dużej różnorodności sprzętu sieciowego i oprogramowania zaczęły pojawiać się problemy z łączeniem segmentów sieci. Z tych względów w 1984 roku Międzynarodowy Komitet Normalizacyjny ISO (ang. International Organization for Standardization) przyjął standard wymiany informacji znany pod nazwą OSI (ang. Open Systems Interconection). Zagadnienie komunikacjii między komputerami standard ISO/OSI opisuje, za pomocą siedmiu warstw. Przyjmuje się, że w momencie nawiązania połączenia między dwoma komputerami dochodzi do ustalenia sposobu komunikacji na poziomie poszczegółnych warstw. Komunikacja pomiędzy poszczególnymi warstwami odbywa się według ściśle określonych reguł, które są opisane w protokołach.

Definicja:
Protokół jest zbiorem reguł opisujących zasady i składnię wymiany informacji pomiędzy jednostkami tej samej warstwy.

Protokół (ang. protocol) - Zbiór sygnałów używanych przez grupę komputerów podczas wymiany danych (wysyłania, odbierania i kontroli poprawności informacji). Komputer może używać kilku protokołów. Np. jednego do komunikacji z jednym systemem, a drugiego z innym. W Internecie mamy do czynienia z wieloma protokołami, a najważniejsze z nich to TCP/IP, SLIP, PPP. 

Pojęcie warstwy nie jest jednoznaczne z pojęciem protokołu – funkcje danej warstwy mogą być wykonywane przez kilka różnych protokołów. Każdy protokół komunikuje się ze swoim odpowiednikiem, będącym implementacją tego samego protokołu w równorzędnej warstwie komunikacyjnej systemu odległego. Warstwy (a dokładnie konkretne protokoły zawarte w tej warstwie) komunikują się bezpośrednio z odpowiadającymi im warstwami w odległym hoście. Należy więc też zapewnić reguły przekazywania informacji w dół do kolejnych warstw pracujących na danym komputerze. Dane przekazywane są od wierzchołka stosu, poprzez kolejne warstwy, aż do warstwy fizycznej, która przesyła je poprzez sieć do odległego hosta. Na szczycie stosu znajdują się usługi świadczone bezpośrednio użytkownikowi przez aplikacje sieciowe, na spodzie – sprzęt realizujący transmisję sygnałów niosących informacje.

1. Warstwa fizyczna (physical layer):
Zapewnia transmisję danych pomiędzy węzłami sieci. Definiuje interfejsy sieciowe i medium transmisji. Określa m.in. sposób połączenia mechanicznego (wtyczki, złącza), elektrycznego (poziomy napięć, prądów), standard fizycznej transmisji danych. W skład jej obiektów wchodzą min.: przewody, karty sieciowe, modemy, wzmacniaki, koncentratory.

2. Warstwa łącza danych (data link layer):
Zapewnia niezawodność łącza danych. Definiuje mechanizmy kontroli błędów w przesyłanych ramkach lub pakietach – CRC (Cyclic Redundancy Check). Jest ona ściśle powiązana z warstwą fizyczną, która narzuca topologię. Warstwa ta często zajmuje się również kompresją danych. W skład jej obiektów wchodzą sterowniki urządzeń sieciowych, np.: sterowniki (drivery) kart sieciowych oraz mosty (bridge) i przełączniki (switche).

3. Warstwa sieciowa (network layer):
Zapewnia metody ustanawiania, utrzymywania i rozłączania połączenia sieciowego. Obsługuje błędy komunikacji. Ponadto jest odpowiedzialna za trasowanie (routing) pakietów w sieci, czyli wyznaczenie optymalnej trasy dla połączenia. W niektórych warunkach dopuszczalne jest gubienie pakietów przez tę warstwę. W skład jej obiektów wchodzą min.: rutery (routery).

4. Warstwa transportowa (transport layer):
Zapewnia przezroczysty transfer danych typu point-to-point. Dba o kolejność pakietów otrzymywanych przez odbiorcę. Sprawdza poprawność (CRC) przesyłanych pakietów i w przypadku ich uszkodzenia lub zaginięcia, zapewnia ich retransmisję. Powyżej tej warstwy dane mogą być traktowane jako strumień.

5. Warstwa sesji (session layer):
Zapewnia aplikacjom na odległych komputerach realizację wymiany danych pomiędzy nimi. Kontroluje nawiązywanie i zrywanie połączenia przez aplikację. Jest odpowiedzialna za poprawną realizację zapytania o daną usługę. Do warstwy tej można zaliczyć funkcje API udostępniane programiście przez bibliotekę realizującą dostęp do sieci na poziomie powyżej warstwy transportowej takie jak np. biblioteka strumieni i gniazdek BSD.

6. Warstwa prezentacji (presentation layer):
Zapewnia tłumaczenie danych, definiowanie ich formatu oraz odpowiednią składnię. Umożliwia przekształcenie danych na postać standardową, niezależną od aplikacji. Rozwiązuje takie problemy jak niezgodność reprezentacji liczb, znaków końca wiersza, liter narodowych itp. Odpowiada także za kompresję i szyfrowanie.

7. Warstwa aplikacji (application layer): Zapewnia aplikacjom metody dostępu do środowiska OSI. Warstwa ta świadczy usługi końcowe dla aplikacji, min.: udostępnianie zasobów (plików, drukarek). Na tym poziomie rezydują procesy sieciowe dostępne bezpośrednio dla użytkownika.