米国では、OSI参照モデルの7階層モデルを拡張して技術的でないことまで指し示してしまう、というジョークもある。良く知られているのは10階層モデルであり、「第8層ユーザ層」「第9層財務層」「第10層政治層」あるいは「第8層お金層」「第9層政治層」「第10層宗教層」などとなっている。ネットワーク技術者が「第8層問題だよ」と言っていれば、それは「ネットワーク自体には問題は無くて、エンドユーザに問題があるんだよ」という意味である。同様に、財務層に問題があるとはコストの面で問題があるということ。お金で解決できることは決して少なくない。政治層は、社内政治や導入に関連するSI同士の競合によって導入できる技術仕様に制限がかかる、といった状況を指す。宗教層は「信ずるもの」の意味である。導入責任者の技術志向性や信念等が相当する。OSIモデルをタコベルモデル（7段重ねのブリートで有名）と比喩することもある。「第0層土建層」（有線ネットワークを敷設する建物の構造）という比喩もある。
ISDNやADSLやIEEE 802.3等で表記される回線速度は第2層のことであり、例えばファイル転送で計測する通信速度とは異なる。ファイル転送で計測する速度は実アプリケーションから見た速度であって、通常は第3層以上の各種制御情報が付記されるため、回線事業者の謳う回線速度より若干低い値となる。
TCP/IPの基本仕様は1982年頃にはほぼ固まっており、OSI参照モデルは1984年に完成した。当初の予定ではOSI参照モデルを基に、準拠した通信機器やソフトウェアが開発・製品化していくはずであったが、TCP/IPが1990年代中ごろから急速に普及したため、OSI準拠製品は普及しなかった。OSI参照モデルはネットワークの基本として残り、互いを補い合う形に落ち着いた。
1970年代中頃、ネットワーク機器各社独自のネットワークアーキテクチャーが次々に発表され始めた。IBMのSNA、DECのDNA、富士通のFNA、日立製作所のHNA、日本電気のDINA、電電公社のDCNAなどである。機器を一つのメーカー製で揃えられるのであれば問題は無いが現実的には難しく、異なる機種同士を接続するための標準化が急がれていた。ISO（国際標準化機構）の情報処理システム技術委員会は1977年3月にSC 16を設置、OSIの国際標準化を開始する。しかし、CCITT（国際電信電話諮問委員会）がOSI参照モデル案を参考として独自の検討を開始。CCITTとSC 16での意見のすり合わせを行い、基本的な意見を合意。1982年にトランスポート層の標準、1983年にセッション層の標準の草稿が完成。1984年、情報処理システム技術委員会はSC 16からSC 21にOSIの標準化を引き継がせ、1985年に応用層の新プロトコルを標準化項目に追加した。その後現在まで、拡張や新たなプロトコルの制定が続けられている。
下記は、OSIモデルの各層ごとのプロトコルやサービスの例である。ただし上述のようにOSIモデルはOSI準拠プロトコルのための参照モデルであり、OSIスイート以外はOSIモデルに沿って設計・開発される訳ではない。このため、下の例はあくまで「仮にOSIで言えばどの層に相当すると思われる」ていどの参考である。実際には、一部のプロトコルやサービスは、OSIモデルのどの層に属するかについて、幾つかの異なる見解が存在する。また複数層に跨っている物もある。図示の例はあくまでも一見解に過ぎない。
お互いが参照・被参照関係にあるレイヤによるモデルであり、上位層は下位層に対して抽象化されている。OSI参照モデルは、1977年から1984年にかけて定義されたOSIのために策定されたが、OSI自体は普及せずに、OSI参照モデルだけがネットワークの基本モデルとして広く参照されるようになった。OSI参照モデルはISO/IEC 7498として規格化され、後にITU-TではX.200、JISではJIS X5003として、同一内容を定義している。ただし、OSI参照モデルは、本来はOSI準拠製品用の参照モデルであり、OSI以外の通信プロトコルはOSI参照モデルに準拠して作られた訳ではない。例えばいくつかの教科書では、OSIの7階層を、SNAの7階層や、TCP/IPなどを含むDARPAモデルの4階層と対応付けして説明しているが、これらは全て理解を助けるための参考資料である。厳密にはそれぞれ各層の定義・範囲・役割なども異なり、個々のプロトコルをどの層に位置づけるかも著者により異なる。なおIETFは、インターネット・プロトコル・スイートと構造の開発はOSIに準拠する意図はないと述べている。
OSI参照モデル（OSIさんしょうモデル、英: OSI reference model）は、コンピュータの持つべき通信機能を階層構造に分割したモデルである。国際標準化機構(ISO)によって策定された。OSI基本参照モデル、OSIモデルなどとも呼ばれ、通信機能（通信プロトコル）を7つの階層に分けて定義している。
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