แบบจำลองโอเอสไอ

แบบจำลองโอเอสไอ () (ISO/IEC 7498-1) เป็นรูปแบบความคิดที่พรรณนาถึงคุณสมบัติพิเศษและมาตรฐานการทำงานภายในของระบบการสื่อสารโดยแบ่งเป็นชั้นนามธรรม และโพรโทคอลของระบบคอมพิวเตอร์ พัฒนาขึ้นโดยองค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (ISO)

แบบจำลองนี้จะทำการจับกลุ่มรูปแบบฟังก์ชันการสื่อสารที่คล้ายกันให้อยู่ในชั้นใดชั้นหนึ่งในเจ็ดชั้นตรรกะ ชั้นใด ๆ จะให้บริการชั้นที่อยู่บนและตัวเองได้รับบริการจากชั้นที่อยู่ด้านล่าง ตัวอย่างเช่นชั้นที่ให้การสื่อสารที่ error-free ในเครือข่ายจะจัดหาเส้นทางที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันชั้นบน ในขณะที่มันเรียกชั้นต่ำลงไปให้ส่งและรับแพ็คเก็ตเพื่อสร้างเนื้อหาของเส้นทางนั้น งานสองอย่างในเวลาเดียวกันที่ชั้นหนึ่ง ๆ จะถูกเชื่อมต่อในแนวนอนบนชั้นนั้น ๆ ตามรูปผู้ส่งข้อมูลจะดำเนินงานเริ่มจากชั้นที่ 7 จนถึงชั้นที่ 1 ส่งออกไปข้างนอกผ่านตัวกลางไปที่ผู้รับ ผู้รับก็จะดำเนินการจากชั้นที่ 1 ขึ้นไปจนถึงชั้นที่ 7 เพื่อให้ได้ข้อมูลอันนั้น

 การแบ่งชั้นในแบบจำลองโอเอสไอ 
โมเดลนี้ได้ถูกแบ่งย่อยออกเป็น 7 ชั้น ตามลำดับจากบนลงล่าง ได้แก่ 
Application 
Presentation
Session
Transportation
Network
Data Link
Physical
 OSI ModelData unitLayerFunctionHostlayersData 7. ApplicationNetwork process to application6. PresentationData representation, encryption and decryption, convert machine dependent data to machine independent data 5. SessionInterhost communication, managing sessions between applicationsSegments4. TransportEnd-to-end connections, reliability and flow controlMedialayersPacket/Datagram3. NetworkPath determination and logical addressingFrame2. Data linkPhysical addressingBit1. PhysicalMedia, signal and binary transmission

เหตุผลที่โมเดลนี้ถูกแบ่งออกเป็น 7 ชั้นก็เพื่อให้ง่ายต่อการทำความเข้าใจว่าแต่ละชั้นนั้นมีความสำคัญอย่างไร และสัมพันธ์กันอย่างไรระหว่างชั้น ซึ่งโดยหลัก ๆ แล้วแต่ละชั้นจะมีความสัมพันธ์โดยตรงกับชั้นที่อยู่ติดกันกับชั้นนั้น ๆ

Application Layer
ชั้นที่ 7 เป็นชั้นที่อยู่ใกล้ผู้ใช้มากที่สุดโดยเป็นชั้นแอปพลิเคชันของ OSI มีปฏิสัมพันธ์กันโดยตรงกับผู้ใช้ด้วยซอร์ฟแวร์แอปพลิเคชัน ฟังก์ชันของชั้นนี้จะรวมถึงการระบุคู่ค้าการสื่อสาร โดยพิจารณาตัวตนและความพร้อมของคู่ค้าสำหรับการประยุกต์ใช้กับข้อมูลที่จะส่ง เมื่อพิจาณาถึงความพร้อมของทรัพยากร, แอปพลิเคชันเลเยอร์จะต้องตัดสินใจว่ามีเครื่อข่ายเพียงพอหรือมีเครือข่ายที่ได้ร้องขอไปอยู่แล้วหรือไม่ ในการสื่อสารให้ตรงกัน, ทุกการสื่อสารระหว่างแอปพลิเคชันทั้งหมดต้องการความร่วมมือที่จะถูกบริหารจัดการโดยแอปพลิเคชันเลเยอร์นี้ ตัวอย่างบางส่วนของการใช้งานแอปพลิเคชันเลเยอร์ ได้แก่ 

บน OSI stack: 
File Transfer and Access Management Protocol (FTAM)
X.400 Mail
Common Management Information Protocol (CMIP)

บน TCP/IP stack:
Hypertext Transfer Protocol (HTTP),
File Transfer Protocol (FTP),
Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
Simple Network Management Protocol (SNMP)

Presentation Layer
ชั้นที่ 6 เป็นชั้นที่รับผิดชอบเรื่องรูปแบบของการแสดงผลเพื่อโปรแกรมต่าง ๆ ที่ใช้งานระบบเครือข่ายทำให้ทราบว่าข้อมูลที่ได้เป็นประเภทใด เช่น [รูปภาพ, เอกสาร, ไฟล์วิดีโอ]

ชั้นของการนำเสนอจะจัดทำอรรถาธิบายระหว่าง entities ในชั้นแอปพลิเคชัน ในที่ซึ่ง entities ในเลเยอร์ที่สูงกว่าอาจใช้ไวยากรณ์และกฎเกณฑ์ในแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน ชั้นการนำเสนอจึงต้องจัดหาการ mapping ระหว่าง entities เหล่านั้น  ถ้าการทำ mapping มีอยู่ ข้อมูลจะถูก encapsulate ให้อยู่ในรูปโพรโทคอลของเลเยอร์เซสชันแล้วส่งต่อลงไปในชั้นต่อไป 

ชั้นการนำเสนอนี้เป็นอิสระจากการแสดงข้อมูล (เช่นการเข้ารหัส) โดยการแปลระหว่างรูปแบบของแอปพลิเคชันเลเยอร์และรูปแบบของเครือข่ายเลเยอร์ ชั้นการนำเสนอจะแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่แอปพลิเคชันเลเยอร์ยอมรับ เลเยอร์นี้จะ format และเข้ารหัสข้อมูลที่จะส่งไปในเครือข่าย บางครั้งถูกเรียกว่าชั้นไวยากรณ์ (syntax layer)

โครงสร้างการนำเสนอเดิมใช้ syntax แบบ Basic Encoding Rules of Abstract Syntax Notation One(ASN.1) ด้วยความสามารถเช่นการแปลงไฟล์ข้อความแบบ EBCDIC ให้เป็นแฟ้มแบบ ASCII หรือการแปลงโครงสร้างแบบอนุกรมของวัตถุหรือโครงสร้างข้อมูลอื่น ๆ ให้เป็นแบบ XML หรือกลับกัน

Session Layer
ชั้นที่ 5 ทำหน้าที่ในการจัดการกับเซสชั่นของโปรแกรมควบคุมเส้นทางการส่งของข้อมูลให้ตรงกัน โดยจะรับข้อมูลประเภท DATA ไปยังชั้น Transport layer ชั้นนี้เองที่ทำให้ในหนึ่งโปรแกรมยกตัวอย่างเช่น โปรแกรมค้นดูเว็บ (Web browser) สามารถทำงานติดต่ออินเทอร์เน็ตได้พร้อม ๆ กันหลายหน้าต่าง

เลเยอร์เซสชั่นจะควบคุมการหารือ (การเชื่อมต่อ) ระหว่างคอมพิวเตอร์หลายตัว มันจัดทำ, บริหารจัดการ, และยุติการเชื่อมต่อการใช้งานระหว่างภายในกับระยะไกล มันทำงานแบบดูเพล็กเต็ม,ดูเพล็กซ์ครึ่ง หรือ ซิมเพล็กซ์และจัดทำวิธีการตรวจสอบ, การเสร็จสิ้น, การเลิกดำเนินการ และการเริ่มต้นใหม่ แบบจำลอง OSI ทำให้เลเยอร์นี้ทำหน้าที่รับผิดชอบในการปิดเซสชั่นอย่างสง่างาม ซึ่งเป็นทรัพย์สินอย่างหนึ่งของ Transmission Control Protocol และยังรับผิดชอบสำหรับเซสชั่น checkpointing and recovery ที่ไม่ค่อยได้ถูกนำมาใช้ใน Internet Protocol สวีท เลเยอร์เซสชั่นปกติจะดำเนินการร่วมกันอย่างชัดเจนกับแอปพลิเคชันในสภาพแวดล้อมที่เรียกกระบวนการจากระยะไกล 

Transport Layer
ชั้นที่ 4 ทำหน้าที่ดูแลจัดการเรื่องของความผิดพลาดที่เกิดขึ้นจากการสื่อสาร ซึ่งการตรวจสอบความผิดพลาดนั้นจะพิจารณาจากข้อมูลส่วนที่เรียกว่า checksum และอาจมีการแก้ไขข้อผิดพลาดนั้นๆ โดยพิจารณาจาก ฝั่งต้นทางกับฝั่งปลายทาง (End-to-end) โดยหลักๆแล้วชั้นนี้จะอาศัยการพิจารณาจาก พอร์ต (Port) ของเครื่องต้นทางและปลายทาง

เลเยอร์การขนส่งทำการโอนอย่างโปร่งใสของข้อมูลระหว่าง end users, ให้บริการการโอนข้อมูลที่เชื่อถือได้ไปยังเลเยอร์ชั้นบน, ควบคุมความน่าเชื่อถือของการเชื่อมโยงโดยการควบคุมการไหลของข้อมูล, การทำ segmentation/desegmentation, และควบคุมความผิดพลาด บางโพรโทคอลเป็น state- and connection-oriented ซึ่งหมายความว่าชั้นของการขนส่งสามารถติดตาม segment และส่งอีกครั้งสำหรับ segment ที่ล้มเหลว ชั้นของการขนส่งยังมีการรับรู้ของการส่งผ่านข้อมูลที่ประสบความสำเร็จและส่งข้อมูลตัวต่อไปถ้าไม่มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น

OSI กำหนดการกู้คืนเป็นห้าชั้นของโพรโทคอลการขนส่งแบบ connection-mode ตั้งแต่ class 0 (ซึ่งเป็นที่รู้จักกันว่าเป็น TP0 (Transport Protocol 0) และมีคุณสมบัติน้อยสุด) จนถึง class 4 (TP4 มีคุณสมบัติมากสุด, ได้รับการออกแบบสำหรับเครือข่ายที่เชื่อถือได้น้อย, คล้ายกับอินเทอร์เน็ต) ชั้น 0 ไม่มีการกู้คืนและถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งานบน network layers ที่ให้การเชื่อมต่อปราศจากข้อผิดพลาด ชั้น 4 ใกล้เคียงกับ TCP ถึงแม้ว่า TCP มีฟังก์ชันเช่น graceful close ซึ่ง OSI กำหนดให้อยู่ใน session layer นอกจากนี้ทุก OSI TP connection-mode protocol classes ให้ข้อมูลเร่งด่วนและการเก็บรักษาของ record boundaries ลักษณะรายละเอียดของ class TP0-4 แสดงในตารางต่อไปนี้:
 Feature Name TP0 TP1 TP2 TP3 TP4 Connection oriented network      Connectionless network      Concatenation and separation      Segmentation and reassembly      Error Recovery      Reinitiate connection (if an excessive number of PDUs are unacknowledged)      Multiplexing and demultiplexing over a single virtual circuit      Explicit flow control      Retransmission on timeout      Reliable Transport Service     

วิธีที่ง่ายที่จะเห็นภาพชั้นการขนส่งก็คือการเปรียบเทียบกับที่ทำการไปรษณีย์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจัดส่งและการจัดหมวดหมู่ของจดหมายและพัสดุที่ส่ง อย่างไรก็ตาม พึงจำไว้ว่า ที่ทำการไปรษณีย์จัดการกับซองจดหมายที่อยู่ด้านนอก เลเยอร์ที่สูงขึ้นอาจจะเทียบเท่ากับซองจดหมายสองซอง เช่นการบริการที่นำเสนอการเข้ารหัสลับที่สามารถอ่านได้โดยผู้รับเพียงอย่างเดียว พูดอีกอย่างคือ โพรโทคอล tunneling ทำงานที่ชั้นการขนส่ง เช่นการดำเนินการที่เป็น non-IP โพรโทคอล เช่น SNA ของไอบีเอ็ม หรือ IPX บนเครือข่ายไอพีของโนเวลล์หรือการเข้ารหัสแบบ end-to-end ด้วย IPsec ในขณะที่ Generic Routing Encapsulation (GRE) อาจดูเหมือนจะโพรโทคอลชั้นเครือข่าย, ถ้า encapsulation ของ payload ที่ใช้งานที่ปลายทาง, GRE กลายเป็นใกล้ชิดกับโพรโทคอลการขนส่งที่ใช้ IP headers แต่ประกอบด้วยเฟรมหรือแพ็กเกตเพื่อส่งมอบให้กับปลายทาง, L2TP ขนส่งเฟรม PPP ภายในแพ็คเก็ตการขนส่ง 

แม้ว่าจะไม่ได้รับการพัฒนาภายใต้ OSI Model อ้างอิงและไม่เคร่งครัดในการสอดคล้องกับคำนิยามของ OSI ชั้นการขนส่ง, Transmission Control Protocol (TCP) และ User Datagram Protocol (UDP) ของชุด Internet Protocol ถูกจัดให้อยู่ในชั้น 4 ของ OSI 

Network Layer

ชั้นที่ 3 เป็นชั้นที่ออกแบบหรือกำหนดเส้นทางการเดินทางของข้อมูลที่จะส่ง-รับในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างต้นทางและปลายทาง ซึ่งแน่นอนว่าในการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายการสื่อสารจะ ต้องมีเส้นทางการส่ง-รับข้อมูลมากกว่า 1 เส้นทาง ดังนั้นเลเยอร์ชั้น Network นี้จะทำหน้าที่เลือกเส้นทางที่ ใช้เวลาในการสื่อสารน้อยที่สุด และระยะทางสั้นที่สุดด้วย ข่าวสารที่รับมาจากเลเยอร์ชั้นที่ 4 จะถูกแบ่งออกเป็น แพ็กเกจ ๆ ในชั้นนี้

เลเยอร์เครือข่ายให้กรรมวิธีและขั้นตอนการถ่ายโอนข้อมูลความยาวแปรจากโฮสต์ต้นทางบนเครือข่ายหนึ่งไปยังโฮสต์ปลายทางบนอีกเครือข่ายหนึ่งที่แตกต่างกัน (ในทางตรงกันข้ามกับชั้น data link layer ที่เชื่อมต่อกับโฮสต์ภายในเครือข่ายเดียวกัน) ในขณะที่รักษาคุณภาพของการบริการที่ถูกร้องขอโดยชั้นของการขนส่ง เลเยอร์เครือข่ายทำหน้าที่หาเส้นทางและยังอาจดำเนินการแยกข้อมูลออกเป็นชิ้นเล็กๆและรวมกลับมาใหม่ และรายงานข้อผิดพลาดในการส่งข้อมูล เราเตอร์ทำงานอยู่ในชั้นนี้ จะการส่งข้อมูลไปทั่วเครือข่ายและทำให้อินเทอร์เน็ตเป็นไปได้ address ที่ใช้เป็นแบบลอจิคคอล คือค่าจะถูกเลือกโดยวิศวกรเครือข่าย การใช้ address ไม่ได้เป็นแบบลำดับชั้นสูงต่ำ

เลเยอร์เครือข่ายอาจจะถูกแบ่งออกเป็นสาม sublayers: 
subnetwork access - จะพิจารณาโพรโทคอลที่จัดการกับอินเตอร์เฟซกับเครือข่ายเช่น X.25; 
subnetwork dependent convergence - เมื่อจำเป็นที่จะต้องยกระดับของเครือข่ายการขนส่งไปที่ระดับของเครือข่ายข้างใดข้างหนึ่ง
subnetwork independent convergence - จัดการการโอนข้ามหลายเครือข่าย 

ตัวอย่างของกรณีหลังนี้คือ CLNP หรือ IPv6 ISO 8473 จะจัดการโอนแบบ connectionless ของข้อมูลครั้งละหนึ่ง hop, จากปลายระบบถึงเราเตอร์ขาเข้า, จากเราเตอร์หนึ่งไปเราเตอร์หนึ่ง, และจากเราเตอร์ขาออกไประบบปลายทาง มันไม่ได้รับผิดชอบในการส่งมอบที่เชื่อถือได้ไปยัง hop ต่อไป แต่รับผิดชอบสำหรับการตรวจสอบของแพ็กเก็ตที่ผิดพลาดที่อาจถูกตัดทิ้งได้เท่านั้น ในรูปแบบนี้ IPv4 และ IPv6 จะต้องถูกจัด classe กับ X.25 ว่าเป็นโพรโทคอลการเข้าถึงของเครือข่ายย่อยเพราะพวกมันใช้อินเตอร์เฟซแอดเดรสมากกว่าโหนดแอดเดรส

โพรโทคอลการจัดการเลเยอร์เป็นจำนวนมากที่ฟังก์ชันที่กำหนดไว้ในภาคผนวกบริหาร, ISO 7498/4 เป็นของเลเยอร์เครือข่าย รวมทั้ง routing protocols, multicast group management, network-layer information and error, and network-layer address assignment มันเป็นหน้าที่ของ payload ที่ทำให้เหล่านี้เป็นเลเยอร์เครือข่าย, ไม่ใช่โพรโทคอลที่ carries พวกมัน  

Data Link Layer

ชั้นที่ 2 จะเป็นเสมือนผู้ตรวจสอบ หรือควบคุมความผิดพลาดในข้อมูลโดยจะแบ่งข้อมูลที่จะส่งออกเป็นแพ็กเกจหรือเฟรม ถ้าผู้รับได้รับข้อมูลถูกต้องก็จะส่งสัญญาณยืนยันกลับมาว่า ได้รับข้อมูลแล้ว เรียกว่า สัญญาณ ACK (Acknowledge) ให้กับผู้ส่ง แต่ถ้าผู้ส่งไม่ได้รับสัญญาณ ACK หรือได้รับ สัญญาณ NAK (Negative Acknowledge) กลับมา ผู้ส่งก็อาจจะทำการส่งข้อมูลไปให้ใหม่ อีกหน้าที่หนึ่ง ของเลเยอร์ชั้นนี้คือป้องกันไม่ให้เครื่องส่งทำการส่งข้อมูลเร็วจนเกินขีดความสามารถของเครื่องผู้รับจะรับข้อมูลได้ 

ชั้นเชื่อมโยงข้อมูลให้ฟังชั่นการทำงานและขั้นตอนการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างหน่วยงานเครือข่ายและการตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดอาจเป็นไปได้ที่อาจเกิดขึ้นในชั้นกายภาพ แต่เดิมชั้นนี้มีไว้สำหรับสื่อจุดต่อจุดและจุดต่อหลายจุดหรือลักษณะของสื่อบริเวณกว้างในระบบโทรศัพท์ พื้นที่สถาปัตยกรรมของแลนซึ่งรวมถึงสื่อการเข้าถึงที่สามารถการออกอากาศได้จะได้รับการพัฒนาต่างหากใน ISO IEEE 802 ในทางปฏิบัติที่ทันสมัย การตรวจสอบข้อผิดพลาดเท่านั้นที่ปรากฏในโพรโทคอลการเชื่อมโยงข้อมูลเช่น Point-to-Point Protocol (PPP) ไม่ใช่ flow control ที่ใช้ sliding window และในเครือข่ายท้องถิ่น IEEE 802.2 ชั้น LLC ไม่ได้ถูกใช้เป็นโพรโทคอลส่วนใหญ่บน Ethernet และบนแลนอื่น ๆ flow control และกลไกการรับรู้ก็ไม่ค่อยมีการใช้ Sliding window flow control และ acknowledgment ถูกนำไปใช้ที่ชั้นการขนส่งโดยโพรโทคอลเช่น TCP แต่ยังคงใช้ในช้องว่างที่ X.25 เสนอข้อได้เปรียบด้านความสามารถ มาตรฐาน ITU-T G.hn ซึ่งให้บริการเครือข่ายพื้นที่ท้องถิ่นความเร็วสูงบนสายเคเบิลที่มีอยู่ (สายไฟฟ้า, สายโทรศัพท์และสาย coaxial) จะรวมถึงชั้นเชื่อมโยงข้อมูลอย่างสมบูรณ์ซึ่งจัดให้มีทั้งการแก้ไขข้อผิดพลาดและการควบคุมการไหลโดยใช้วิธีการคัดเลือก ซ้ำ ของ Sliding Window Protocol 

บริการของทั้งแวน และ แลน จัดวางบิตจากชั้นกายภาพให้เป็นลำดับทางตรรกะที่เรียกว่าเฟรม ไม่ใช่ทุกบิตในชั้นกายภาพที่จำเป็นต้องใส่ไปลงในเฟรม เพราะบางส่วนของบิตเหล่านี้มีความตั้งใจที่จะใช้สำหรับฟังก์ชันในชั้นกายภาพเท่านั้น ตัวอย่างเช่นทุกบิตที่ห้าของกระแสบิต FDDI ไม่ได้ถูกใช้โดยชั้นนี้

สถาปัตยกรรม WAN โพรโทคอล 
โพรโทคอลการเชื่อมต่อข้อมูล WAN แบบ Connection-oriented รวมกันกับการเข้าเฟรม ทำการตรวจหาและอาจแก้ไขข้อผิดพลาด โพรโทคอลพวกนี้ยังมีความสามารถในการควบคุมอัตราของการส่งผ่าน ชั้นเชื่อมโยงข้อมูลของ WAN อาจใช้กลไกของ sliding window flow control and acknowledgment เพื่อให้การส่งมอบของเฟรมที่เชื่อถือได้ นั่นคือกรณีของ Synchronous Data Link Control (SDLC), HDLC และอนุพันธ์ของ HDLC เช่น LAPB และ LAPD 

สถาปัตยกรรม IEEE 802 LAN 
ในทางปฏิบัติ LANs แบบ connectionless เริ่มต้นด้วยคุณสมบัติ pre-IEEE Ethernet ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของ IEEE 802.3 ชั้นนี้จะบริหารจัดการการปฏิสัมพันธ์ของอุปกรณ์กับสื่อที่ใช้ร่วมกันซึ่งเป็นหน้าที่ของลเยอร์ย่อยชื่อ media access control (MAC) เหนือ MAC sublayer นี้คือ media-independent IEEE 802.2 Logical Link Control (LLC) sublayer ซึ่งเกี่ยวข้องกับที่อยู่และ multiplexing บนสื่อการเข้าถึงทั้งหลาย 

ในขณะที่ IEEE 802.3 เป็นที่โดดเด่นของโพรโทคอล LAN  แบบมีสาย และ IEEE 802.11 เป็นของ LAN แบบไร้สาย ชั้น MAC ล้าสมัยได้แก่ Token Ring และ FDDI sublayer MAC ตรวจพบข้อผิดพลาด แต่ไม่ได้แก้ไข

Physical Layer
เป็นชั้นล่างที่สุดของการติดต่อสื่อสาร แต่เป็นชั้นแรกของสื่อที่ใช้ในการติดต่อสื่อสาร ทำหน้าที่ส่ง-รับข้อมูลจริง ๆ จากช่องทางการสื่อสาร (สื่อกลาง) ระหว่างคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ มาตรฐานสำหรับ เลเยอร์ ชั้นนี้จะกำหนดว่าแต่ละคอนเนคเตอร์ (Connector) เช่น RS-232-C มีกี่พิน (pin) แต่ละพินทำหน้า ที่อะไรบ้าง ใช้สัญญาณไฟกี่โวลต์ เทคนิคการมัลติเพล็กซ์แบบต่าง ๆ ก็จะถูกกำหนดอยู่ในเลเยอร์ชั้นนี้ ซึ่งอาจจะเป็นทั้งแบบที่ใช้สายหรือไม่ใช้สาย ตัวอย่างของสื่อที่ใช้ได้แก่ Shield Twisted Pair (STP), Unshield Twisted Pair (UTP), Fiber Optic และอื่น ๆ

ชั้นกายภาพกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและทางไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างอุปกรณ์และสื่อกลางในการส่งผ่านเช่นสายทองแดงหรือเส้นใยแก้วนำแสง ซึ่งรวมถึงรูปแบบของขา, แรงดันไฟฟ้า, ความต้านทานสาย, รายละเอียดเคเบิล, เวลาสัญญาณ, ฮับ, รีพีทเทอร์, อะแดปเตอร์เครือข่าย, อะแดปเตอร์บัสโฮสต์ (HBA ใช้ในเครือข่ายพื้นที่จัดเก็บ) และอื่น ๆ 

ฟังก์ชันที่สำคัญและการบริการที่ดำเนินการโดยชั้นกายภาพดังต่อไปนี้: 
เริ่มและจบการเชื่อมต่อการสื่อกลางการสื่อสาร 
การมีส่วนร่วมในกระบวนการ เพื่อใช้ทรัพยากรของการสื่อสารร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพระหว่างผู้ใช้ทั้งหลาย เช่น ความพอใจ การแก้ปัญหาและการควบคุมการไหล

การมอดดูเลทหรือการแปลงระหว่างข้อมูลดิจิทัลในอุปกรณ์ของผู้ใช้กับสัญญาณที่สอดคล้องกันเพื่อส่งผ่านช่องทางสื่อสาร สัญญาณเหล่านี้เดินทางในสายเคเบิลทางกายภาพ (เช่นทองแดงและใยแก้วนำแสง) หรือผ่านทางสัญญาณวิทยุ

บัส SCSI แบบขนานทำงานในชั้นนี้ แม้ว่า logical SCSI protocol เป็นโพรโทคอลของชั้นขนส่ง ที่วิ่งอยู่บนบัสนี้ มาตรฐานต่าง ๆ ของชั้นกายภาพของอีเธอร์เนท ก็อยู่ในชั้นนี้เช่นกัน; อีเธอร์เน็ตรวมชั้นนี้และชั้นเชื่อมโยงข้อมูลเข้าด้วยกัน วิธีนี้นำไปใช่เหมือนกันกับเครือข่ายท้องถิ่นพื้นที่อื่น ๆ เช่น token ring, FDDI, ITU-T G.hn และ IEEE 802.11 เช่นเดียวกับเครือข่ายพื้นที่ส่วนบุคคลเช่นบลูทูธ และ IEEE 802.15.4

ฟังก์ชันข้ามชั้น 

มีฟังก์ชันหรือบริการบางอย่างที่ไม่ได้ผูกติดอยู่กับชั้นที่กำหนดให้ แต่พวกนี้สามารถมีผลกระทบมากกว่าหนึ่งชั้น ตัวอย่างเช่นต่อไปนี้: 
บริการรักษาความปลอดภัย (โทรคมนาคม) ตามที่กำหนดโดยคำแนะนำ ITU-T X.800  
ฟังก์ชันการจัดการ เช่นฟังก์ชันที่อนุญาตให้มีการ configure, กำหนดค่าอินสแตนซ์, ตรวจสอบ, ยุติการสื่อสารของสอง entities หรือมากกว่า: มีโพรโทคอลประยุกต์เฉพาะชั้น common management information protocol (CMIP) และการให้บริการที่สอดคล้องกัน, common management information service (CMIS) พวกนี้จำเป็นต้องมีปฏิสัมพันธ์กับทุกชั้นเพื่อที่จะจัดการกับกรณีของพวกเขา
Multiprotocol Label Switching (MPLS) ทำงานที่ชั้น OSI ที่โดยทั่วไปถือว่าอยู่ระหว่างชั้น 2 (ชั้นเชื่อมโยงข้อมูล) และชั้น 3 (ชั้นเครือข่าย) และดังนั้นจึงมักจะถูกเรียกว่าเป็นโพรโทคอล"ชั้น 2.5 " มันถูกออกแบบมาเพื่อให้เป็นบริการขนส่งข้อมูลเบ็ดเสร็จสำหรับลูกค้าทั้ง circuit-based และลูกค้า packet-switching ที่ให้การบริการแบบ datagram-based มันสามารถใช้ในการขนส่งที่มีการจราจรหลากหลายรวมทั้ง IP แพ็กเกต, native ATM, SONET และอีเธอร์เน็ตเฟรม 
ARP จะใช้ในการแปลที่อยู่ IPv4 (OSI ชั้น 3) ให้เป็น Ethernet MAC address (OSI ชั้น 2) 

ส่วนต่อประสาน 

ทั้ง OSI Model อ้างอิงหรือโพรโทคอล OSI ไม่ได้เป็นตัวระบุส่วนต่อประสานใด ๆ การเขียนโปรแกรมนอกเหนือไปจากข้อกำหนดของบริการที่อิสระและเป็นนามธรรม ข้อกำหนดของโพรโทคอลกำหนดส่วนต่อประสานไว้อย่างชัดเจนระหว่างคอมพิวเตอร์ที่แตกต่างกัน แต่ซอฟต์แวร์ที่อินเตอร์เฟซภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่รู้จักกันเป็นซ็อกเก็ตเครือข่าย เป็นแบบ implementation-specific 

ตัวอย่างเช่น Winsock ของ Microsoft Windows, และ Berkeley sockets and System V Transport Layer Interface ของ Unix, เป็นส่วนต่อประสานระหว่างโปรแกรมประยุกต์ (ชั้น 5 และสูงกว่า) กับชั้นการขนส่ง (ชั้น 4). NDIS และ ODI เป็นส่วนต่อประสานระหว่างชั้นสื่อ (ชั้น 2) กับชั้นเครือข่าย (ชั้น 3) 

ส่วนต่อประสานมาตรฐาน, ยกเว้นสำหรับชั้นกายภาพกับสื่อ, เป็นการใช้งานโดยประมาณของข้อกำหนดการบริการของ OSI  

Examples
 Layer OSI protocols TCP/IP protocols Signaling System 7ITU-T Recommendation Q.1400 (03/1993), Architecture framework for the development of signaling and OA&M protocols using OSI concepts, pp 4, 7. AppleTalk IPX SNA UMTS Misc. examples # Name 7 Application FTAM, X.400, X.500, DAP, ROSE, RTSE, ACSEITU Rec. X.227 (ISO 8650), X.217 (ISO 8649) CMIPX.700 series of recommendations from the ITU-T (in particular X.711), and ISO 9596 NNTP, SIP, SSI, DNS, FTP, Gopher, HTTP, NFS, NTP, DHCP, SMPP, SMTP, SNMP, Telnet, 
BGP INAP, MAP, TCAP, ISUP, TUP AFP, ZIP, RTMP, NBP RIP, SAP APPC HL7, Modbus 6 Presentation ISO/IEC 8823, X.226, ISO/IEC 9576-1, X.236 MIME, SSL, TLS, XDR AFP TDI, ASCII, EBCDIC, MIDI, MPEG 5 Session ISO/IEC 8327, X.225, ISO/IEC 9548-1, X.235 Sockets. Session establishment in TCP, RTP, PPTP ASP, ADSP, PAP NWLink DLC? Named pipes, NetBIOS, SAP, half duplex, full duplex, simplex, RPC, SOCKS 4 Transport ISO/IEC 8073, TP0, TP1, TP2, TP3, TP4 (X.224), ISO/IEC 8602, X.234 TCP, UDP, SCTP, DCCP DDP, SPX NBF 3 Network ISO/IEC 8208, X.25 (Packet-LaISO/IEC 8878, X.223, ISO/IEC 8473-1, CLNP X.233. IP, IPsec, ICMP, IGMP, OSPF, RIP SCCP, MTP ATP (TokenTalk or EtherTalk) IPX RRC (Radio Resource Control) and BMC (Broadcast/Multicast Control) NBF, Q.931, NDP, ARP (maps layer 3 to layer 2 address), IS-IS 2 Data Link ISO/IEC 7666, X.25 (LAPB), Token Bus, X.222, ISO/IEC 8802-2 LLC Type 1 and 2CISCO Cisco Systems, Inc. Internetworking Technology Handbook OSI Model Physical layer PPP, SBTV, SLIP MTP, Q.710 LocalTalk, AppleTalk Remote Access, PPP IEEE 802.3 framing, Ethernet II framing SDLC Packet Data Convergence Protocol (PDCP),3GPP TS 36.300 : E-UTRA and E-UTRAN Overall Description, Stage 2, Release 11 LLC (Logical Link Control), MAC (Media Access Control) 802.3 (Ethernet), 802.11a/b/g/n MAC/LLC, 802.1Q (VLAN), ATM, HDP, FDDI, Fibre Channel, Frame Relay, HDLC, ISL, PPP, Q.921, Token Ring, CDP,  ITU-T G.hn DLL CRC, Bit stuffing, ARQ, Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS), interface bonding 1 Physical X.25 (X.21bis, EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, EIA-530, G.703) MTP, Q.710 RS-232, RS-422, STP, PhoneNet Twinax UMTS Physical layer or L1 RS-232, Full duplex, RJ45, V.35, V.34, I.430, I.431, T1, E1, 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, POTS, SONET, SDH, DSL, 802.11a/b/g/n PHY, ITU-T G.hn PHY, Controller Area Network, Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS), DWDM
เปรียบเทียบกับแบบจำลอง TCP/IP  

ในแบบจำลอง TCP/IP ของอินเทอร์เน็ต โพรโทคอลมีการออกแบบที่จงใจจะไม่เข้มงวดในเลเยอร์เหมือนแบบจำลอง OSI. RFC 3439 มีหมวดหมู่ชื่อ "การตั้งเลเยอร์ที่ถือว่าเป็นอันตราย" อย่างไรก็ตาม TCP / IP ก็ยังตระหนักถึงสี่ชั้นในวงกว้างของการทำงานซึ่งจะได้มาจากขอบเขตการดำเนินงานของโพรโทคอลที่มีของพวกเขาคือขอบเขตของการใช้ซอฟแวร์, การเชื่อมต่อการขนส่งแบบ end-to-end, ช่วงของ Internetworking และขอบเขตของการเชื่อมโยงโดยตรงไปยังโหนดอื่น ๆ บนเครือข่ายท้องถิ่น 

แม้ว่าแนวความคิดจะแตกต่างจากแบบจำลอง OSI, ชั้นเหล่านี้จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับแบบจำลองของ OSI ในลักษณะดังต่อไปนี้: 
Internet application layer ประกอบด้วย OSI application layer, presentation layer, และส่วนใหญ่ของ session layer 
end-to-end transport layer ประกอบด้วย ฟังก์ชันที่เหลือของ session layer กับ transport layer
internetworking layer (Internet layer) เป็นส่วนย่อยของชั้น OSI network layer (ดูด้านบน)
link layer ประกอบด้วย OSI data link layers และ physical layers, และบางส่วนของ OSI network layer

อ้างอิง

หมวดหมู่:มาตรฐานไอเอสโอ
หมวดหมู่:ข้อเสนอแนะของ ITU-T
หมวดหมู่:สถาปัตยกรรมเครือข่าย
หมวดหมู่:โพรโทคอลโอเอสไอ
หมวดหมู่:แบบจำลองอ้างอิง
หมวดหมู่:เครือข่ายคอมพิวเตอร์