Sviluppato dai rappresentanti di tutte le principali aziende di computer e telecomunicazioni a partire dal 1983, OSI è stato originariamente concepito come una specifica dettagliata di interfaccia. Tuttavia, il comitato ha invece scelto di progettare un modello di riferimento comune per il quale altri potrebbero definire interfacce dettagliate, e queste interfacce potrebbero a loro volta essere standardizzate. OSI è stato ufficialmente adottato come standard internazionale dall'International Organization of Standards (ISO).
L'idea essenziale dietro OSI è di dividere il processo di comunicazione tra due endpoint in una rete di telecomunicazioni in livelli, con ogni livello che aggiunge un insieme di funzioni specifiche e correlate. Ogni partecipante a questa comunicazione, utente o programma, ha un computer dotato di questi sette strati funzionali. In un messaggio tra utenti, i dati fluiscono quindi attraverso ogni strato - giù attraverso gli strati da un lato, e su attraverso gli strati su un computer dall'altro lato.
La programmazione e l'hardware che forniscono questi sette strati di funzionalità sono di solito una combinazione di sistema operativo del computer, applicazioni (come il browser web), TCP/IP o protocolli alternativi di trasporto e di rete, e l'hardware e il software che permette la pura trasmissione di dati su un filo collegato al computer.
OSI divide le telecomunicazioni in sette strati. I livelli sono organizzati in due gruppi. I quattro livelli superiori sono utilizzati quando un messaggio viene scambiato tra gli utenti. I tre livelli inferiori (fino al livello di rete) sono usati quando un messaggio passa attraverso il computer ospite. I messaggi per quel computer vengono passati ai livelli superiori. I messaggi destinati ad un altro host non vengono passati ai livelli superiori, ma ad un altro host. I sette strati sono:
- Strato 7 - Lo strato di applicazione: questo strato identifica i partecipanti alla comunicazione, definisce la qualità del servizio, considera l'autenticazione e la riservatezza degli utenti, e identifica molti vincoli relativi alla sintassi dei dati. Questo livello non è l'applicazione stessa, anche se alcune applicazioni eseguono le funzioni di questo livello.
- Strato 6 - Lo strato di presentazione: In questo strato, che di solito è parte di un sistema operativo, i dati in entrata e in uscita sono convertiti da un formato di presentazione a un altro (per esempio, da un flusso di testo a una finestra pop-up con il testo appena arrivato). Questo livello è talvolta chiamato anche livello di sintassi.
- Layer 5 - Il livello di sessione: In questo livello, la comunicazione tra le applicazioni su ogni lato è impostata, coordinata e terminata. Il livello si occupa del coordinamento della sessione e della connessione.
- Layer 4 - Il livello di trasporto: questo livello si occupa del controllo tra i punti finali (per esempio, per determinare se tutti i pacchetti sono arrivati) e della correzione degli errori. Assicura un trasferimento di dati completo.
- Layer 3 - Il livello di rete: Questo livello si occupa dell'instradamento dei dati. Dirige i dati nella giusta direzione verso la giusta destinazione per le trasmissioni in uscita e riceve le trasmissioni in entrata a livello di pacchetto. Il livello di rete è responsabile del routing e dell'inoltro. Il livello di rete si occupa di conoscere gli indirizzi dei nodi di rete vicini, stabilire i percorsi e i livelli di servizio, e inoltrare i messaggi in arrivo destinati ai domini locali al livello di trasporto. Un router è un dispositivo di livello 3, anche se gli switch più recenti a volte hanno funzionalità di livello 3. L'indirizzo IP (Internet Protocol) è un indirizzo di livello 3.
- Layer 2 - Il livello di collegamento dati: questo livello si occupa della sincronizzazione per il livello fisico e del bit stuffing (inserimento di bit) per le stringhe in cui il numero 1 ricorre più di 5 volte. Conosce e gestisce il protocollo di trasmissione. Il livello di collegamento dati si occupa di spostare i dati attraverso le connessioni fisiche nella rete. In una rete, lo switch inoltra i messaggi di dati nel livello 2; nel farlo, lo switch usa l'indirizzo MAC (Media Access Control) per identificare la destinazione del messaggio. Il livello di collegamento dati comprende due sottolivelli descritti negli standard LAN IEEE 802: Media Access Control (MAC) e Logical Link Control (LLC). Il livello di collegamento dati assicura che una connessione sia stata stabilita, divide i dati in uscita in frame di dati ed elabora le conferme di ricezione dei dati. Assicura anche che i dati in arrivo siano stati ricevuti con successo esaminando i modelli di bit in punti specifici dei frame.
- Livello 1 - Il livello fisico: Questo livello trasporta il flusso di bit attraverso la rete a livello elettrico e meccanico. Fornisce l'hardware necessario per inviare e ricevere dati sul supporto.