Zložitosť problémov, s ktorými sa stretávame pri prepojovaní počítačov do počítačových sietí, vyžaduje použitie vhodných modelov, ktoré umožnia vytvorenie štandardizovaných prvkov a uľahčia ich použitie v praktických implementáciách.

Na sieťové vybavenie, technické a programové sme zvyknutí sa pozerať ako na systém funkčných vrstiev, v ktorom každá vyššia vrstva rozširuje možnosti vrstvy nižšej. Pre prepojovacie počítačové siete, z ktorých sa na začiatku osemdesiatych rokov vyvinuli dnes prevádzkované verejné dátové siete bol vytvorený štandardný model sieťovej architektúry označovaný ako ISO/OSI (ISO-Open Systems Interconnection Standart). Model OSI popisuje komunikáciu zaisťovanú počítačmi ako hierarchiu siedmych technických a programových prostriedkov, kde každá z vrstiev zaisťuje funkcie potrebné pre vrstvu vyššiu a využíva služby vrstvy nižšej. Medzi jednotlivými vrstvami (formou štandardov a doporučení) definované rozhrania (medzivrsvové protokoly), medzi prvkami rovnakej vrstvy sú definované pravidlá komunikácie (vrstvové protokoly).

Fyzická vrstva
_definuje fyzické prepojenie medzi prvkami siete, jeho mechanické vlastnosti
(konektory, typ média), elektrické vlastnosti (napäťové úrovne, spôsob kódovania a modulácie) a u lokálnych sietí aj spôsob prepojenia jednotlivých počítačov a metódu prístupu k prenosovému médiu.

Linková vrstva
_definuje pravidlá pre predávanie správ. Správy sú sieťou prenášané v pevne
definovaných rámcoch, rámce dovoľujú chrániť predávané dáta proti chybám. Štruktúra rámca často limituje dĺžku prenášaných blokov dát a hovoríme o takzvaných paketoch.

Sieťová vrstva
_definuje spôsob akým sa pakety pohybujú po sieti ako si ich jednotlivé prvky siete predávajú na ich ceste od odosielateľa k adresátovi. Mechanizmy vrstvy sa konečne starajú aj o ochranu siete proti nadmernej záťaži.

Transportná vrstva
_definuje adresáciu počítačov a aplikačných programov v sieti, zaisťuje vytváranie dočasných komunikačných spojení medzi nimi a konečne aj rozklad správ do paketov a skladanie paketov do správ.

Relačná vrstva
_vyvára logické rozhranie pre aplikačné programy, ktoré používajú služby siete. Definuje spôsob komunikácie programov a užívateľský pohľad na komunikačný kanál.
Prezentačná vrstva transformuje prenášané dáta - zaisťuje prevody kódov a formátov dát pre nekompatibilné počítače, kompresiu prenášaných dát a konečne aj utajovanie prenášaných dát.

Aplikačná vrstva
_je konečne vrstvou štandardných aplikačných programov, ktoré sieť využívajú.

Model OSI sa stal základom i pre lokálne siete, ktoré používajú iné prenosové médiá a potvrdzovacie techniky a spôsob predávania správ ako staršie siete prepojovacie. Model IEEE 802 pokrýva tri najnižšie vrstvy architektúry OSI, vrstvu fyzickú, linkovú a sieťovú, a je členený na samostatné doporučenia týkajúce sa jednotlivých technológií.