Il modello OSI (Open Systems Interconnection) è un framework concettuale che descrive le funzioni di un sistema di networking. Il modello OSI caratterizza le funzioni di calcolo in un insieme universale di regole e requisiti per supportare l’interoperabilità tra prodotti e software differenti. Nel modello di riferimento OSI, le comunicazioni in un sistema di calcolo sono divise in sette livelli di astrazione: fisico, collegamento dei dati, rete, trasporto, sessione, presentazione e applicazione.

Creato agli inizi del network computing, il modello OSI fu pubblicato nel 1984 dalla International Organization for Standardization (ISO). Anche se non rimanda sempre direttamente a sistemi specifici, il modello OSI è ancora utilizzato oggi per descrivere l'architettura di rete.

Il livello più basso del modello OSI riguarda la trasmissione elettrica oppure ottica di bit di dati grezzi e non strutturati nella rete, dal livello fisico del dispositivo di origine al livello fisico del dispositivo di destinazione. Può includere specifiche come tensione, layout dei pin, cavi e radiofrequenze. In questo livello si possono trovare risorse “fisiche” come hub di rete, cablaggi, ripetitori, adattatori di rete o modem.

In questo livello si usano i nodi direttamente connessi per trasferire i dati da un nodo all’altro, in cui i dati vengono raggruppati in frame. Il livello Data Link corregge gli errori che possono essersi verificati al livello fisico.

Il livello Data Link comprende due sottolivelli: il primo, Media Access Control (MAC), consente il controllo del flusso e il multiplexing per le trasmissioni tra i dispositivi su una rete. Il secondo, Logical Link Control (LLC), provvede al controllo del flusso e degli errori sul mezzo fisico, oltre a identificare i protocolli di linea.

Il livello di rete è responsabile di ricevere i frame dal livello di collegamento dei dati e recapitarli alle destinazioni previste, in base agli indirizzi presenti all’interno del frame stesso. Questo livello trova la destinazione mediante indirizzi logici, come l'IP (Internet Protocol). In questo livello, i router sono un componente cruciale, usato per indirizzare le informazioni nei punti necessari tra le reti.

Il livello di trasporto gestisce il recapito dei pacchetti di dati e la verifica degli errori al loro interno. Regola le dimensioni, il sequenziamento e infine il trasferimento dei dati tra sistemi e host. Uno degli esempi più comuni del livello di trasporto è il protocollo TCP (Transmission Control Protocol).

Il livello sessione controlla le conversazioni tra i vari computer. Una sessione o connessione tra macchine viene configurata, gestita e terminata al livello 5. I servizi del livello sessione includono anche l'autenticazione e le riconnessioni.

Il livello di presentazione formatta o converte i dati per il livello di applicazione in base alla sintassi o alla semantica accettata dall’applicazione. Per questo motivo, a volte viene anche chiamato livello di sintassi. Questo livello può inoltre gestire la crittografia e la decrittografia richieste dal livello di applicazione.

In questo livello, l’utente finale e il livello di applicazione interagiscono direttamente con l'applicazione software. In questo livello i servizi di rete vengono forniti alle applicazioni dell’utente finale, ad esempio browser web oppure Office 365. Il livello di applicazione identifica i partner di comunicazione e la disponibilità delle risorse, e sincronizza la comunicazione.