計算機網路體系結構就是為了完成計算機間的通訊合作，把每個計算機互連的功能劃分成幾部分定義明確的層次，規定了同層次程序通訊的協議及相鄰層之間的介面和服務。

通常將系統中能提供某種或某型別服務功能的邏輯構造稱為層，每一層都有一些實體組成，能完成某一特定功能的程序或程式都可成為一個邏輯實體，同一層中包含的兩個實體稱為對等實體。協議是指兩個對等實體間完成通訊或服務所必須遵循的規則和約定。介面是相鄰層之間進行資訊交換的介面，下層透過介面向上層提供服務，上層透過介面使用下層的服務。

常見的網路體系結構有IBM公司的SNA，DEC公司的DNA，HP公司的DSN，美國國防部的TCP/IP，不同的網路體系結構中，分層的數量，各層的名稱，內容以及提供的服務有所不同。

層次化網路體系結構的優點是各層之間相互獨立，靈活性好，最合適各層的技術，易於實現和維護，有利於促進標準化工作。分層原則是各層的功能及技術實現要有明顯的差別，交介面的相互作用要少，各層要相互獨立。每一層應完成精確定義的功能。分層處應當選擇介面的描述最少，層間互動最少的地方。層次數目要適當，每一層功能的選擇應有利於標準化。

網路通訊協議三大要素：語法（做什麼）是指使用者資料與控制資訊的結構和格式。語義（怎麼做）是語法的含義，即需要發出何種控制資訊，完成何種動作以及做出何種響應。同步（何時做）事件實現順序的詳細說明。

OSI參考模型的七層：物理層，資料鏈路層，網路層，傳輸層，會話層，表示層，應用層。最高層應用層，面向使用者提供應用服務，最低層物理層，連線通訊媒體實現資料傳輸。兩個使用者計算機透過網路進行通訊時，除物理層外，其餘各對等層之間均不存在直接的通訊關係，而是透過各對等層的協議來進行通訊，只有兩個物理層之間才透過媒體進行真正的資料通訊。物理層資料單元是位元流，互連裝置是中繼器，集線器。對上一層的每一步怎樣利用物理媒體傳輸進行規定。資料鏈路層資料單元是幀，互連裝置是網橋，交換機。進行二進位制資料塊傳送，並進行差錯檢測和資料流控制。網路層資料單元是分組，互連裝置是路由器，透過分組交換，路由選擇為傳輸層提供端到端的交換網路資料。傳輸層資料單元是報文。應用層互連裝置是閘道器。

TCP/IP協議也採用對等層通訊的模式，封裝和解除封裝也在各層進行。傳送方在傳送資料時，應用程式將要傳送的資料加上應用層頭部交給傳輸層，TCP或UDP再將資料分成大小一定的時間段，然後加上本層的報文頭。TCP/IP各層中網路介面層是網路訪問層，其主要功能是負責與物理網路的連線。互聯層負責異構網或同構網程序間的通訊，將傳輸層分組封裝為資料報格式進行傳送，每個資料報必須包含目的地址和源地址。傳輸層主要功能是提供可靠的資料流傳輸服務，確保端到端應用程序間無差錯的通訊。應用層主要功能是為使用者提供網路服務，比如FTP,Telnet,DNS和SNMP等。