資料鏈路層、網路層、傳輸層無論是在osi七層模型裡還是tcp/ip五層模型裡（個別資料文獻表達為四層），都屬於發揮重要功能的關鍵三層，他們的下層是為其服務的物理層，比較基礎，無論是雙絞線、同軸電纜、光纖或是微波，均已在近年得到了充分研究，目前進入研究瓶頸，或是研究需求不大。他們的上層即是應用層，依賴他們提供的服務，開發拓展出豐富的應用，亦不屬於資料通訊研究的主要範疇。
一般模型層次的號序是自下往上排，資料鏈路層可稱為第二層，典型交換機工作於此層，與之相對的是，一些具有路由功能的交換機即可被稱之為三層交換機。
適用於此層的協議或標準有：atm、幀中繼、hdlc、ppp等。
此層的pdu為幀（frame）。
其最基本的服務是將源自網路層來的資料可靠地傳輸到相鄰節點的目標機網路層。為達到這一目的，資料鏈路必須具備一系列相應的功能，主要有：如何將資料組合成資料塊，在資料鏈路層中稱這種資料塊為幀（frame）；如何控制幀在物理通道上的傳輸，包括如何處理傳輸差錯，如何調節傳送速率以使與接收方相匹配；以及在兩個網路實體之間提供資料鏈路通路的建立、維持和釋放的管理。
基本功能概括為四：
網路層偶稱為網際層，可稱為第三層。路由器和部分具有路由功能的交換機工作於此層。
適用於此層的協議或標準有：ip協議（tcp/ip協議簇的核心）、arp、rarp、icmp、igmp、ipx。
此層的pdu為包（packet）。
它在資料鏈路層提供的兩個相鄰端點之間的資料幀的傳送功能上，進一步管理網路中的資料通訊，將資料設法從源端經過若干個中間節點傳送到目的端，從而向運輸層提供最基本的端到端的資料傳送服務。主要內容有：虛電路分組交換和資料報分組交換、路由選擇演算法、阻塞控制方法、x.25協議、綜合業務資料網（isdn）、非同步傳輸模式（atm）及網際互連原理與實現。
傳輸層也稱為運輸層，為第四層。
適用於此層的協議或標準有：tcp、udp、rtp。
此層的pdu為段（segment）。
傳輸層負責端到端的通訊，向高層使用者遮蔽通訊子網的細節。既是七層模型中負責資料通訊的最高層，又是面向網路通訊的低三層和面向資訊處理的最高三層之間的中間層。
基本功能：1. 把傳輸位址對映為網路位址；2. 把端到端的傳輸連線復用到網路連線上；3. 傳輸連線管理；4. 端到端的順序控制、差錯檢測及恢復、分段處理及qos監測；5. 加速資料傳送；6.將傳輸層的傳輸位址對映到網路層的網路位址；7. 將多路的端點到端點的傳輸連線變成一路網路連線；8. 傳輸連線的建立、釋放和監控；9. 完成傳輸服務資料單元的傳送；10. 端點到端點傳輸時的差錯檢驗及對服務質量的監督。
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