ISO에서 확립된 표준화된 네트워크 모델. 일반적으로 통신할 때 이 7계층을 통해 이루어진다. 기본적으로 사용자는 가장 상단의 응용 계층(application layer)을 통해서 데이터의 송·수신을 요청한다. 이러한 요청은 하위 계층에 순차적으로 전달되어, 맨 아래에 있는 물리 계층을 통해서 최종적으로 상대 호스트에 전송된다. 요청이 각 계층에 전달 되면 계층은 자신이 담당하는 독립적인 기능 수행하며, 하위 계층이 바로 위 계층에 서비스를 제공하는 형식으로 동작한다.
대표적인 장비로는 통신케이블, 리피터, 허브 등이 있으며 원시 데이터 전송, 네트워크 장치 간의 물리적 연결에 대한 전기적, 기계적 (전압 수준, 케이블 유형, 물리적 데이터 속도 등) 특성을 정의한다.
데이터 링크 계층은 물리 계층을 통해 전송되는 데이터의 물리적 전송 오류를 해결한다. 결과적으로 상위의 네트워크 계층에 신뢰성 있는 패킷 전송을 보장해주어 물리적 전송 오류에 대한 부담을 없애준다. 데이터 링크 계층을 이용해 전송되는 데이터를 프레임이라 부른다. 대표적인 프로토콜로 이더넷이 있다. 이러한 데이터 링크 계층은 LLC/MAC과 같이 2개의 부계층으로 나뉜다. LLC에서는 오류제어, 흐름제어와 같이 기본기능을 수행하고, MAC에서는 대상장치의 MAC주소를 프레임 헤더에 추가하는 역할을 한다. MAC주소는 네트워크 인터페이스에 할당된 고유 식별자이며, 일반적으로 LAN카드에 내장되어 있다.
네트워크 계층은 서로 다른 네트워크 간의 데이터 주소 지정 및 라우팅을 관리하는 계층이다. 이때 IP 프로토콜, 호스트의 IP주소가 경로 선택에 기준이 된다. 네트워크 계층에서의 전송 데이터는 패킷이라 불린다. 또한 네트워크 계층에서는 네트워크 내에 패킷의 수가 과도하게 증가해 전송속도가 떨어지는 혼잡 현상을 제어하는 혼잡제어 기능도 수행한다.
전송 계층은 송신 프로세스와 수신 프로세스를 직접 연결하는 단대단(end to end) 통신 기능을 제공한다. 전송 계층을 기준으로 하위의 계층은 전송 계층의 연결을 설정하고 지원하는 역할을 하며, 상위 계층은 전송계층에서 한 연결을 활용한다. 전송 계층에서는 송신측과 수신측 사이의 데이터 처리 속도 차이(흐름)을 해결하는 흐름제어를 수행한다.
세션 계층의 기능은 전송 계층과 거의 유사하다. 그러나 사용자에게 원격 파일 전송이나 원격 로그인 등과 같은 상위적 연결 개념을 제공한다는 점이 다르다. 특히 전송 계층의 연결이 일시적으로 끊겼을 때 이를 복구하여 유지될 수 있도록 한다.
표현 계층은 전송되는 데이터의 의미를 잃지 않도록 올바르게 표현하는 방법을 다룬다. 즉 정보를 교환하는 호스트들이 표준화된 방법으로 데이터를 인식할 수 있게 해준다. 또한 압축과 암호화/복호화 기능도 가지고 있다.
응용 계층은 최종 사용자와 응용 프로그램에 네트워크 서비스를 제공하는 최상위 계층이다. 사용자와 직접 상호작용을 하게 되며, 인증과 보안관리 기능도 담당하고 있다.