Mašine u računarskim mrežama komuniciraju preko uspostavljenih konvencija koje se nazivaju protokoli. Obzirom da računarski sistemi obezbeđuju različite funkcije korisnicima, potrebno je više protokola kako bi se podržale sve te funkcije. Pored toga, neophodno je dogovoriti kako različiti protokoli u okviru sistema međusobno sarađuju u cilju podrške krajnjem korisniku. Ove konvencije nazivaju se raznim imenima: arhitektura mreže, komunikaciona arhitektura ili arhitektura računarske komunikacije. Bez obzira na korišćeni termin, većina sistema je realizovana sa slojevitim (nivoskim) protokolima.

Poseban doprinos razvoju arhitektura mreža računara dala je Međunarodna organizacjia za standardizaciju (ISO) modelom sistema otvorenog za povezivanje (Open System Interconnection model - OSI model). ISO OSI pre svega definiše pojam realnog otvorenog sistema kao sistema kod kojeg je komuniciranje sa drugim stvarnim sistemom usaglašeno sa zahtevima iz OSI standarda. OSI se ne odnosi samo na prenošenje informacija između sistema, već i njihovu sposobnost za zajednički rad na ostvarenju zajedničkog (distribuiranog) zadatka.

Open System Interconnection (OSI) Model je razvijen početkom osamdesetih godina od strane nekoliko organizacija za standardizaciju, pre svega ITU-T i ISO. Danas je to široko korišćen model za opis načina komunikacije opreme različitih proizvođača, i za projektovanje i implementaciju računarskih mreža (iako se sami OSI protokoli relativno malo koriste).

Referentni model sadrži sedam slojeva:

• sloj Aplikacije (sloj 7) - pruža interfejs prema korisničkim procesima, kao i standardne servise aplikacijama; programi i protokoli su sledeći: FTP, X 400, SNMP, Telnet..
• sloj Prezentacije (sloj 6) - specificira format podataka za prenos takav da je nezavisan od arhitekture računara, a uz to i kodira, dekodira, kriptuje, dekriptuje i komprimuje podatke;
• sloj Sesije (sloj 5) - obezbeđuje organizaciju i sinhronizaciju dijaloga prezentacijskih entiteta koji uzajamno sarađuju u cilju upravljanja razmenom podataka; protokoli ovg sloja su: ADSP, NetBEUI, NetBIOS, PAP
• sloj Transporta (sloj 4) - upravlja vezama sloja mreže i pruža pouzdan mehanizam isporuke paketa; protokoli su: TCP, UDP, SPX, VOTS
• sloj Mreže (sloj 3) - adresira i rutira pakete; protokoli su: ARP, IP, IPX, X.25
• sloj Linka (sloj 2) - uokviruje pakete i kontroliše tok podataka na fizičkom sloju; protokoli su: ELAP (Ethernet), LAPB (X.25), PPP, LAPD (ISDN)
• Fizički sloj (sloj 1) - predstavlja interfejs između medijuma za prenos i mrežnih uređaja, i definiše električne i mehaničke karakteristike medijuma. Protokoli su IEEE 802.3 (Ethernet), IEEE 802.5 (Token Ring)...

Svaki sloj je znači odgovoran za sprovođenje specifične funkcije kako bi se obezbedila podrška za korisničke aplikacije. Slojevi su nezavisni i međusobno komuniciraju. Promene u jednom sloju tako ne utiču na ostale slojeve. Može se reći da OSI referentni model predstavlja danas najistaknutiju arhitekturu računarskih mreža, u toj meri da se sve arhitekture opisuju u skladu sa referentnim modelom. Izuzetno je popularno sredstvo i za učenje o računarskim mrežama.

Protokoli na fizičkom sloju definišu erlektrične mehaničke karakteristike prenosnih medijuma, kao i interfejse između prenosnih medijuma i mrežnih uređaja.

Ethernet protokol je razvijen od strane Xerox Corporartion i prestavlja tehnološku bazu za IEEE 802.3 specifikacije koje su objavljene 1980. Ethernet i IEEE 802.3 zajedno danas predstavljaju najrasprostranjeniji protokol u lokalnim mrežama. Termin Ethernet se danas obično koristi da se ukaže na sve lokalne mreže sa carrier sense multiple access/collision detection (CSMA/CD).

Brzina prenosa kod Ethernet (IEEE 802.3) protokola ograničena je na 10 Mb/s. Postoji nekoliko takozvanih brzih LAN tehnologija, koje su razvijene, i koje omogućuju podizanje brzine prenosa u okviru lokalnih mreža na 100 Mb/s kao što su: ATM (Asynchronous Transfer Mode), FDDI ( Fiber Distributed Data Interface), Fibre Channel, 100VG-AnyLAN (IEEE 802.12) i Fast Ethernet (IEEE 802.3u). Fast Ethernet, koji se obeležava sa 100BaseX (TX/FX), omogućuje brzinu od 100Mb/s korišćenjem sledećih prenosnih medijuma:

• 100BaseTX za half- ili full-duplex rad preko dva para UTP (unshielded twisted pair) ili STP (shielded twisted pair) upredenih parica klase 5,
• 100BaseFX za half- ili full-duplex rad preko optičKog kabla.

Jedna od značajnih karakteristika Etherneta je brzina prenosa, pa je nastao ččitav spektar standardizovanih Ethernet mreža: 10 Base T, 100 Base TX (Fast Ethernet), 10/100 Base TX (autosensing),100 Base FX, 1000 Base SX (Gigabitni Ethernet do 500m), 1000 Base LX (Gigabitni Ethernet do 5Km...Navedeni tipovi Etherneta zasnovani su na specifikaciji 802.3, koja se realizuje xTP(najmanje kategorije 5) i FO kablovima, aktivnim uređajima (hub, switch, router, converter...) i imaju fizičku topologiju zvezde. Signal se prenosi u osnovnom opsegu sa brzinom prenosa od 10 Mbps (megabita u sekundi) do 1000 Mbps u zavisnosti od vrste Etherneta.

Osnovne prednosti Fast Ehternet tehnologije su:

• jednostavnost i niski troškovi instalacije i održavanja,
• jednostavna integracija sa postojećom 10BaseT Ethernet tehnologijom,
• 100 Mb/s (200 Mb/s u full-duplex režimu)
• očuvanje 802.3 CSMA/CD MAC,
• raspoloživ veliki broj proizvoda velikog broja proizvođača,

U kombinaciji sa tehnologijom komutiranja ova tehnologija omogućuje jednostavnu realizaciju velikih mreža, kao i postepen prelaz sa postojećih na brze tehnologije, pri čemu se nude 4 nivoa servisa:

1. deljenih 10 Mb/s, 2. komutiranih (dodeljenih) 10 Mb/s

3. deljenih 100 Mb/s, 4. komutiranih (dodeljenih) 100 Mb/s

Fast ethernet tehnologija. Sve veći značaj LAN mreža i kompleksnost računarskih mreža i kompleksnost računarskih aplikacija su dovele do potrebe za mrežama visokih performansi. Broj brzih LAN tehnologija obezbeđuje širi opseg, poboljšava klijent/server vreme odziva. Osim toga Fast ethernet ili 100 base-T, obezbeđuje lak prelaz od 10 base-T tehnologije, koja je u opticaju. Dominantna pozicija na tržištu obezbeđuje povoljnu cenu i dobre performanse Fast etherneta u bliskoj budućnosti. 100 Mbps Fast ethernet je standard specifikovan od strane IEEE 802.3 LAN komisije. To je nadogradnja 10 Mbps ethernet standarda sa mogućnošću da prima i šalje podatke na 100 Mbps, dok podržava Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection(CSMA/CD)Ethernet protokol.