Memasuki tahun 1990-an di mana internet semakin populer, makin bermunculan pula protokol dan produk perangkat jaringan yang belum tentu kompatibel dengan protokol lain dari pabrik yang lain pula. Dari kondisi ini badan International Standart Organization (ISO) membuat standarisasi protokol yang saat ini dikenal dengan protokol model Open System Interconnection atau disingkat OSI. Model OSI ini manjadi referensi dan konsep dasar teori tentang cara kerja sebuah protokol.
Dengan dibuatnya standarisasi protokol oleh ISO (International Standart Organization), maka terciptalah sebuah standar model referensi yang berisi cara kerja protokol yang kemudian disebut dengan Open System Interconnection (OSI). Standart OSI ini memiliki 7 layer. Tiap layer ini memiliki definisi fungsi yang berbeda.
Layer 7 : Application Layer
Merupakan layer dimana terjadi interaksi antarmuka end user dengan aplikasi yang bekerja menggunakan fungsionalitas jaringan, melakukan pengaturan bagaimana aplikasi bekerja menggunakan resource jaringan, untuk kemudian memberikan pesan ketika terjadi kesalahan. Beberapa service dan protokol yang berada di layer ini misalnya HTTP, FTP, SMTP, dan lain-lain.
Layer 6 : Presentation Layer
Layer ini bekerja dengan mentranslasikan format data yang hendak ditransmisikan oleh aplikasi melalui jaringan, ke dalam format yang bisa ditransmisikan oleh jaringan. Pada layer ini juga data akan di-enkripsi atau di-dekripsi.
Layer 5 : Session Layer
Session layer akan mendefinisikan bagaimana koneksi dapat dibuat, dipelihara, atau dihancurkan. Di layer ini ada protocol Name Recognition, NFS & SMB.
Layer 4 : Transport Layer
Layer ini akan melakukan pemecahan data ke dalam paket-paket data serta memberikan nomor urut pada paket-paket data tersebut sehingga dapat disusun kembali ketika sudah sampai pada sisi tujuan. Selain itu, pada layer ini, akan menentukan protokol yang akan digunakan untuk mentransmisi data. Protokol ini akan mengirimkan paket data, sekaligus akan memastikan bahwa paket diterima dengan sukses (acknowledgement), dan mentransmisikan ulang terhadap paket-paket yang hilang atau rusak di tengah jalan.
Protocol yang digunakan pada layer ini diantaranya adalah TCP dan UDP.
a. TCP (Transmission Control Protocol)
TCP mempunyai karakteristik sebagai protokol yang berorientasi koneksi (Connection oriented). Protokol TCP menggunakan jalur data full duplex yang berarti antara kedua host terdapat dua buah jalur, jalur masuk dan jalur keluar sehingga data dapat dikirimkan secara simultan.
Contoh aplikasi yang menggunakan TCP : Telnet, FTP dan SMTP
b. UDP (User Datagram Protocol)
UDP (User Datagram Protocol) adalah transport layer yang tidak handal, unreliable / connectionless dan merupakan kebalikan dari transport layer TCP.
Dengan menggunakan UDP, setiap aplikasi socket dapat mengirimkan paket – paket yang berupa datagram. Istilah datagram diperuntukkan terhadap paket dengan koneksi yang tidak handal (unreliable service). Koneksi yang handal selalu memberikan keterangan apabila pengiriman data gagal, sedangkan koneksi yang tidak handal tidak akan mengirimkan keterangan (acknowledgment) meski pengiriman data gagal.
Data dalam protokol UDP akan dikirimkan sebagai datagram tanpa adanya nomor identifier. Sehingga sangat besar sekali kemungkinan data sampai tidak berurutan dan sangat mungkin hilang/rusak dalam perjalananan dari host asal ke host tujuan.
Layer 3 : Network Layer
Network layer akan membuat header untuk paket-paket yang berisi informasi IP, baik IP pengirim data maupun IP tujuan data. Pada kondisi tertentu, layer ini juga akan melakukan routing melalui internetworking dengan menggunakan router dan switch layer-3.
Layer 2 : Data-link Layer
Befungsi untuk menentukan bagaimana bit-bit data dikelompokkan menjadi format yang disebut sebagai frame. Selain itu, pada level ini terjadi koreksi kesalahan, flow control, pengalamatan perangkat keras (seperti halnya Media Access Control Address (MAC Address)), dan menetukan bagaimana perangkat-perangkat jaringan seperti hub, bridge, repeater, dan switch layer 2 beroperasi. Spesifikasi IEEE 802, membagi level ini menjadi dua level anak, yaitu lapisan Logical Link Control (LLC) dan lapisan Media Access Control (MAC).
Layer 1 : Physical Layer
Layer Physcal berkerja dengan mendefinisikan media transmisi jaringan, metode pensinyalan, sinkronisasi bit, arsitektur jaringan (seperti halnya Ethernet atau Token Ring), topologi jaringan dan pengabelan. Selain itu, level ini juga mendefinisikan bagaimana Network Interface Card (NIC) dapat berinteraksi dengan media kabel atau radio.
Proses pengiriman data melewati tiap layer ini bisa kita analogikan seperti ketika kita mengirim surat. Isi surat adalah data yang akan kita kirim (layer 7 -> 5). Kemudian sesuai standart pengiriman, isi surat tersebut kita masukkan ke dalam sebuah amplop (layer – 4). Agar surat kita bisa terkirim, kita perlu menambahkan alamat ke mana surat tersebut akan dikirim, juga siapa pengirim surat tadi (layer – 3). Selanjutnya surat tersebut kita serahkan ke pihak ekspedisi, dan pihak ekspedisi yang nanti akan mengirimkan surat kita tadi (layer – 2&1).