OSI模型的每一层都允许数据穿过网络，这些层使用协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）彼此进行通信，PDU控制是加入到用户数据中的信息，控制信息保存在称为头和尾的域中。每个设备上同样功能的层称为对等层，它们传递关键参数，如寻址和控制信息。
因为PDU在上下层间传输时包含不同信息，因此根据它负载的信息给出不同的名字。例如：TCP/IP栈中，在传输层的TCP头被加载到上层数据中，这个单元称为报文段；这个报文段向下传到网络层，一个IP头被加上，它变成一个数据包；包被封装进第2层头，变成数据帧；最后，帧数据变成比特。信号通过网络媒介传送出去。这种数据沿着堆栈向下传输并加入头和尾的方法称为封装（参见图1）。数据被封装通过网络传送后，接收设备的第一个OSI层查看来自对等层的头部信息，除去该头部信息，将余下的信息单元发关到上一OSI层，当应用层完成了这些工作后，接收设备就完成接收到了需要的数据，这个过程就是解封装（参见图2）。
OSI分层中某个层通常需要与其它三个OSI层进行通信：与它的上一层通信，也它的下一层通信，与另一主机系统的对等层通信。例如一个主机上的数据链路层既要与本主机的网络层和物理层通信，也要与另一个主机的数据链路层通信（图3）。
一个OSI层通过使用其下一层提供的服务与下一层进行通信，并进一步完成与另一主机系统的对等层通信。某个分层可以为上层的多个服务使用者提供服务，这需要用服务访问点（SAP，Service Access Point）来加以区分。 
图1 
图2 
图3 |
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