Mô hình OSI (Open Systems Interconnection) chia giao tiếp mạng thành 7 tầng từ dưới lên: Physical (truyền bit qua cáp/sóng), Data Link (đóng gói frame, MAC address, phát hiện lỗi), Network (định tuyến gói tin qua IP), Transport (kiểm soát luồng & lỗi, TCP/UDP), Session (quản lý phiên kết nối), Presentation (mã hóa/giải mã, nén dữ liệu), Application (giao thức ứng dụng HTTP/FTP/SMTP).
Trong thực tế, lập trình viên chủ yếu làm việc với tầng 4–7: tầng Transport xác định TCP hay UDP, tầng Application chứa logic nghiệp vụ HTTP/WebSocket. Mô hình OSI mang tính lý thuyết giúp debug và thiết kế hệ thống — ví dụ khi gói tin bị mất có thể trace từng tầng để xác định vấn đề nằm ở đâu (card mạng lỗi = tầng 1, ARP storm = tầng 2, routing sai = tầng 3).