מודל ה-Open Systems Interconnection (OSI) מגדיר מסגרת רשת להטמעת פרוטוקולים בשכבות, כשהשליטה עוברת משכבה אחת לאחרת. הוא משמש בעיקר כיום ככלי הוראה. הוא מחלק באופן רעיוני את ארכיטקטורת רשת המחשבים ל-7 שכבות בהתקדמות לוגית.
השכבות התחתונות עוסקות באותות חשמליים, נתחים של נתונים בינאריים וניתוב של נתונים אלה בין רשתות. רמות גבוהות יותר מכסות בקשות ותגובות רשת, ייצוג נתונים ופרוטוקולי רשת, כפי שניתן לראות מנקודת מבטו של המשתמש.
מודל OSI תוכנן במקור כארכיטקטורה סטנדרטית לבניית מערכות רשת, וטכנולוגיות רשת פופולריות רבות כיום משקפות את העיצוב השכבתי של OSI.
שכבה פיזית
בשכבה 1, השכבה הפיזית של מודל ה-OSI אחראית לשידור האולטימטיבי של סיביות נתונים דיגיטליים מהשכבה הפיזית של התקן השולח (מקור) על גבי מדיית תקשורת רשת לשכבה הפיזית של המקבל (היעד) מכשיר.
דוגמאות לטכנולוגיות שכבה 1 כוללות כבלי Ethernet ורכזות. כמו כן, רכזות ומשחזרים אחרים הם התקני רשת סטנדרטיים שמתפקדים בשכבה הפיזית, וכך גם מחברי כבלים.
בשכבה הפיזית, הנתונים מועברים באמצעות סוג האותות הנתמך על ידי המדיום הפיזי: מתחים חשמליים, תדרי רדיו או פולסים של אור אינפרא אדום או רגיל.
שכבת קישור נתונים
כאשר משיגים נתונים מהשכבה הפיזית, שכבת ה-Data Link בודקת שגיאות שידור פיזיות ומארזת ביטים למסגרות נתונים. שכבת ה-Data Link מנהלת גם סכימות כתובות פיזיות כגון כתובות MAC עבור רשתות Ethernet, שולטת בגישה של התקני רשת למדיום הפיזי.
מכיוון ששכבת ה-Data Link היא השכבה המורכבת ביותר במודל OSI, היא מחולקת לרוב לשני חלקים: Media Access Control ושכבת המשנהבקרת קישור לוגי שכבת משנה.
שכבת רשת
שכבת הרשת מוסיפה את הרעיון של ניתוב מעל שכבת ה-Data Link. כאשר נתונים מגיעים לשכבת הרשת, כתובות המקור והיעד הכלולות בתוך כל מסגרת נבדקות כדי לקבוע אם הנתונים הגיעו ליעדם הסופי. אם הנתונים הגיעו ליעד הסופי, שכבה 3 מעצבת את הנתונים למנות המועברות לשכבת התחבורה. אחרת, שכבת הרשת מעדכנת את כתובת היעד ודוחפת את המסגרת אל השכבות התחתונות.
כדי לתמוך בניתוב, שכבת הרשת שומרת על כתובות לוגיות כגון כתובות IP עבור מכשירים ברשת. שכבת הרשת גם מנהלת את המיפוי בין כתובות לוגיות אלו לכתובות פיזיות.ברשתות IPv4, מיפוי זה מתבצע באמצעות פרוטוקול ה-Address Resolution (ARP); IPv6 משתמש בפרוטוקול Neighbor Discovery (NDP).
שכבת תחבורה
שכבת התחבורה מספקת נתונים על פני חיבורי רשת. TCP (פרוטוקול בקרת שידור) ו-UDP (פרוטוקול משתמש Datagram) הם הדוגמאות הנפוצות ביותר לפרוטוקולי רשת Transport Layer 4. פרוטוקולי הובלה שונים עשויים לתמוך במגוון של יכולות אופציונליות, כולל שחזור שגיאות, בקרת זרימה ותמיכה בשידור חוזר.
שכבת הפעלה
שכבת הפגישה מנהלת את רצף וזרימת האירועים היוזמים ומנתקים את חיבורי הרשת. בשכבה 5, הוא בנוי כדי לתמוך במספר סוגים של חיבורים שניתן ליצור באופן דינמי ולהריץ על גבי רשתות בודדות.
שכבת מצגת
לשכבת המצגת יש את הפונקציה הפשוטה ביותר מכל חלק במודל OSI. בשכבה 6, הוא מטפל בעיבוד תחביר של נתוני הודעות כגון המרות פורמטים והצפנה/פענוח הדרושים לתמיכה בשכבת האפליקציה שמעליה.
שכבת יישום
שכבת היישומים מספקת שירותי רשת ליישומים של משתמשי קצה. שירותי רשת הם פרוטוקולים הפועלים עם הנתונים של המשתמש. לדוגמה, ביישום דפדפן אינטרנט, פרוטוקול שכבת האפליקציה HTTP אורז את הנתונים הדרושים לשליחת ולקבלת תוכן של דף אינטרנט. שכבה 7 זו מספקת נתונים לשכבת המצגת (ומקבלת נתונים ממנה).
