Termin "architektura sieci" odnosi się do modułowego formatu sieci oraz jej struktury i określa sposób zestawienia komponentów sieciowych. Dzięki określeniu i zrealizowaniu interfejsu pomiędzy programem a modułami możliwe jest wprowadzanie dużych zmian w obrębie modułu bez wpływu na jakikolwiek inny moduł programu. Sieci komputerowe są budowane na podobnych zasadach.

Obecnie większość sieci komputerowych, włącznie z Internetem, intranetami i extranetami, jest oparta na modelu odniesienia połączeń systemów otwartych (Open Systems Interconnection - OSI). W modelu otwartym struktura i funkcje systemu nie są opatentowane. Model OSI opracowano na podstawie sugestii International Standard Organization (ISO). Stąd też model ten określa się terminem ISO/OSI.

Dla zrozumienia funkcjonowania sieci komputerowej niezbędne jest poznanie komunikacji warstwowej i modelu warstwowego. System komunikacyjny jest zbudowany z modułów, a każdy z nich zajmuje się swoimi specyficznymi funkcjami. Moduły usytuowane są jeden nad drugim i poza pełnieniem swoich funkcji zapewniają komunikację z modułem umieszczonym pod i nad sobą.

Model podzielony jest na siedem warstw:

• warstwa fizyczna - definiuje połączenia elektryczno-mechaniczne z okablowaniem sieciowym oraz zajmuje się transmisją bitów danych pomiędzy urządzeniami w sieci. W tej warstwie zdefiniowane są rodzaje okablowania:
  • 10BASE-5 (gruby ETHERNET - ok. 450m)
  • 10BASE-2 (cienki ETHERNET - ok.180m)
  • 10BASE-T (skrętka - ok. 90m)
  • 10BASE-F (światłowód - do 2,5km).
• warstwa łącza danych - definiuje sposoby kontroli dostępu do okablowania (m.in. wykrywanie kolizji). Definiuje sposoby tworzenia pakietów i sposoby ich wysyłania oraz odbierania. Przy przesyłaniu danych w sieci dane przepływają z jednej karty sieciowej do drugiej. Ma zapewnić bezbłędną komunikację w sieci. W tej warstwie są zdefiniowane specyfikacje sieci (802.2, 802.5).
      Standard Ethernet zawiera zestaw protokołów warstwy sieciowej, ukrywających fizyczny obraz sieci przed warstwą sieciową. W wyniku istnienia warstwy łącza danych rodzaj używanej technologii sieciowej (Ethernet, Token Ring) nie ma wpływu na protokoły warstwy sieciowej. Jednak rodzaj karty sieciowej zależy od stosowanej technologii. Do połączenia komputera z siecią Ethernet należy użyć innej karty sieciowej, a do połączenia go z siecią Token Ring - innej.
• warstwa sieciowa - definiuje sposób kierowania danych z jednego urządzenia do innego. W tej warstwie działają protokóły sieciowe, takie jak IPX czy IP. Warstwa sieciowa zajmuje się ruchem w sieci, przeciążeniami sieci oraz szybkościami transmisji. Do zarządzania przepływem danych w sieci warstwa sieciowa wykorzystuje mosty i routery.
• warstwa transportowa - definiuje kontrolowanie różnych procesów sieciowych. Między innymi obsługuje sytuacje błędne, jak zgubione czy powtórzone pakiety. Np. w tej warstwie działa SPX. Aby zapewnić niezawodną transmisję danych, warstwa transportowa dzieli dane odbierane z warstwy sesji na mniejsze fragmenty wymagane przez warstwę sieciową. Po stronie odbiorcy warstwa transportowa musi z powrotem połączyć podzielone dane. Wynika z tego, że struktura warstwy transportowej ma duży wpływ na wielkość pakietów przesyłanych przez sieć.
• warstwa sesji - zarządza współdziałaniem funkcji i programów użytkowych wykonywanych na różnych urządzeniach sieciowych. Przed skorzystaniem z usługi sieciowej należy się zalogować (wprowadzić nazwę użytkownika i hasło). Każda taka operacja rozpoczyna tzw. sesję sieciową. Przy każdym logowaniu się warstwa sesji negocjuje i ustala warunki połączenia między procesami bądź aplikacjami, a różnymi węzłami.
• warstwa prezentacji - definiuje sposoby konwersji kodu i reformatowania danych. W tej warstwie są tłumaczone nazwy i format plików przy przenoszeniu np. z serwera Unixa do komputera użytkownika, na którym działa np. DOS. Warstwa prezentacji udostępnia funkcje używane wielokrotnie przez sieć podczas komunikacji w sieci. Do funkcji tych należy współpraca z drukarkami, monitorami oraz formatami plików. Często warstwy znajdujące się pod warstwą prezentacji wykonują funkcje mające zagwarantować poprawne wykonywanie operacji sieciowych. Warstwa prezentacji może także wykonywać takie operacje, jak szyfrowanie i kompresja danych.
• warstwa aplikacji - pozwala na działanie aplikacji usługi sieciowych, takich jak poczta, transfer plików, drukowanie w sieci, uruchamianie programów. Większość zestawów oprogramowania opartych na protokole TCP/IP zawiera standardowe aplikacje sieciowe, jak na przykład FTP czy Telnet. FTP pozwala na połączenie z innymi komputerami sieci w celu przesyłania plików. Analogicznie program Telnet pozwala na zalogowanie się na odległym komputerze. Innym przykładem aplikacji sieciowej jest poczta elektroniczna. Przeglądarki WWW są także programami warstwy sieciowej.