OSI七層模型結構圖如圖1所示。
圖 1 OSI七層模型
物理層 ： O S I 模型的最低層或第一層，該層包括物理連網媒介，如電纜連線連接器。物理層的協議產生并檢測電壓以便發送和接收攜帶數據的信號。在你的桌面P C 上插入網絡接口卡，你就建立了計算機連網的基礎。換言之，你提供了一個物理層。盡管物理層不提供糾錯服務，但它能夠設定數據傳輸速率并監測數據出錯率。網絡物理問題，如電線斷開，將影響物理層。
數據鏈路層： O S I 模型的第二層，它控制網絡層與物理層之間的通信。它的主要功能是如何在不可靠的物理線路上進行數據的可靠傳遞。為了保證傳輸，從網絡層接收到的數據被分割成特定的可被物理層傳輸的幀。幀是用來移動數據的結構包，它不僅包括原始數據，還包括發送方和接收方的網絡地址以及糾錯和控制信息。其中的地址確定了幀將發送到何處，而糾錯和控制信息則確保幀無差錯到達。數據鏈路層的功能獨立于網絡和它的節點和所采用的物理層類型，它也不關心是否正在運行Word、 Excel或使用Internet 。有一些連接設備，如交換機，由于它們要對幀解碼并使用幀信息將數據發送到正確的接收方，所以它們是工作在數據鏈路層的。
網絡層： O S I 模型的第三層，其主要功能是將網絡地址翻譯成對應的物理地址，并決定如何將數據從發送方路由到接收方。網絡層通過綜合考慮發送優先權、網絡擁塞程度、服務質量以及可選路由的花費來決定從一個網絡中節點Ａ 到另一個網絡中節點Ｂ 的最佳路徑。由于網絡層處理路由，而路由器因為即連接網絡各段，并智能指導數據傳送，屬于網絡層。在網絡中，“路由”是基于編址方案、使用模式以及可達性來指引數據的發送.
傳輸層： O S I 模型中最重要的一層。傳輸協議同時進行流量控制或是基于接收方可接收數據的快慢程度規定適當的發送速率。除此之外，傳輸層按照網絡能處理的最大尺寸將較長的數據包進行強制分割。例如，以太網無法接收大于1 5 0 0 字節的數據包。發送方節點的傳輸層將數據分割成較小的數據片，同時對每一數據片安排一序列號，以便數據到達接收方節點的傳輸層時，能以正確的順序重組。該過程即被稱為排序。工作在傳輸層的一種服務是 T C P / I P 協議套中的T C P （傳輸控制協議），另一項傳輸層服務是I P X / S P X 協議集的S P X （序列包交換）。
會話層： 負責在網絡中的兩節點之間建立和維持通信。 會話層的功能包括：建立通信鏈接，保持會話過程通信鏈接的暢通，同步兩個節點之間的對 話，決定通信是否被中斷以及通信中斷時決定從何處重新發送。你可能常常聽到有人把會話層稱作網絡通信的“交通警察”。當通過撥號向你的 I S P （因特網服務提供商）請求連接到因特網時，I S P 服務器上的會話層向你與你的P C 客戶機上的會話層進行協商連接。若你的電話線偶然從墻上插孔脫落時，你終端機上的會話層將檢測到連接中斷并重新發起連接。會話層通過決定節點通信的優先級和通信時間的長短來設置通信期限。
表示層： 應用程序和網絡之間的翻譯官，在表示層，數據將按照網絡能理解的方案進行格式化；這種格式化也因所使用網絡的類型不同而不同。表示層管理數據的解密與加密，如系統口令的處理。例如：在 Internet上查詢你銀行賬戶，使用的即是一種安全連接。你的賬戶數據在發送前被加密，在網絡的另一端，表示層將對接收到的數據解密。除此之外，表示層協議還對圖片和文件格式信息進行解碼和編碼。
應用層： 負責對軟件提供接口以使程序能使用網絡服務。術語“應用層”并不是指運行在網絡上的某個特別應用程序 ，應用層提供的服務包括文件傳輸、文件管理以及電子郵件的信息處理。
TCP/IP四層模型如圖2所示：
圖2 TCP/IP四層模型
實際應用中往往采取折中的辦法，即綜合OSI和TCP/IP的優點，采用一種只有五層協議的體系結構。即應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層和物理層。具體每個層的功能如下：
(1) 應用層：確定了進程（正在運行的程序）之間通信性質以滿足用戶的需要。它提供應用進程所需信息交換以及用戶代理語義上有意義信息交換所需功能。常用 HTTP、FTP等屬于應用層協議。
(2) 傳輸層：負責主機中兩個進程之間通信，傳輸單位是報文段。運輸層具有復用和分用功能。即運輸層中的多個進程可復用下面網絡層功能。到了主機的網絡層后，再使用分用功能，將數據交給相應的進程.可分為面向連接的TCP和無連接的UDP協議
(3) 網絡層：為分組交換網上的不同主機提供通信。傳輸單位為分組。路由選擇是網絡層的主機功能。該層為無連接的，不可靠的協議。
(4) 數據鏈路層：在兩個相鄰結點間線路上無差錯地傳送以幀為單位的數據。每一幀包括數據和必要控制信息，其控制信息包括：同步信息、地址信息、差錯控制以及流量控制信息等。鏈路層把一條有可能出差錯的實際鏈路，轉變為讓網絡層向下看上去好像是一條不出差錯的鏈路。
(5) 物理層：透明地傳送比特流。在物理層上所傳送的單位是比特。
注意：傳遞信息所利用的一些物理媒體如雙絞線、同軸電纜不包括在該層內，透明含義：某一實際存在的事物看起來好像并不存在一樣。“透明地傳送比特流”表示經實際電路傳送后的比特流沒有發生變化。
數據傳送過程如圖3所示：
圖 3 兩臺主機數據傳輸過程