No início das redes de computadores nos anos de 1980, diversos fabricantes desenvolveram tecnologias de forma mais ou menos independente entre si. Na atualidade, com o grande crescimento na demanda por serviços de voz, dados, vídeo, etc, e da própria Internet, ocorreram mudanças nas arquiteturas dessas redes e novas alternativas têm surgido para atender a demanda do número cada vez maior de usuários pelo mundo.

Entretanto, alguns aspectos não mudaram. Todas as arquiteturas de rede permanecem estruturadas em camadas. Isto se deve ao distanciamento existente entre os serviços proporcionados para a transmissão dos sinais e a informação que se pretende transmitir, ou seja, a comunicação entre as aplicações de modo confiável e transparente para seus usuários.

Devido a esse distanciamento optou-se e manteve-se uma implementação em camadas, de tal modo que em cada camada sejam dados pequenos passos no sentido do objetivo final. Assim, ao implementar uma nova camada, o ponto de partida são os resultados da camada anterior, notadamente o conjunto de serviços disponibilizado por essa camada.

Por outro lado, nem todas as aplicações necessitam do mesmo tipo de serviços; para alguns tipos de aplicação podem ser suficientes serviços de menor qualidade. Tratando-se de um modelo em camadas, essas aplicações podem interagir diretamente com as camadas inferiores. Por esta razão o conjunto dos protocolos existentes nas várias camadas recebe a designação de "pilha de protocolos".

Quando uma camada N recebe dados – SDU (Service Data Unit) da camada N+1, a existência de um protocolo obriga à adição de informação de controle - PCI (Protocol Control Information) a esses dados. O resultado obtido é o PDU (Protocol Data Unit) que é então enviado à camada N -1. No modelo emergente das redes atuais voltadas para dados, os serviços são transportados por uma infra-estrutura onde os PDU’s tomam designações especificas, tais como: "frames", "pacotes", "datagramas" ou "células".

Em telecomunicações, toda a informação enviada via rede é dividida em partes menores que são depois reagrupadas no destino. Os frames são quadros de dados transmitidos entre os pontos de uma rede como uma unidade completa, constando de informações de controle de endereçamento e dos protocolos necessários. Trata-se de uma unidade utilizada para o transporte de informações através de uma rede de computadores e cada tipo físico de rede possui um formato de frame distinto. Ethernet e ATM são, por exemplo, dois tipos físicos distintos de redes.

Um frame é composto basicamente por uma determinada quantidade de informação como o endereço do remetente (origem) e do destinatário (destino) e por dados de controle, entre outros. O frame normalmente é transmitido de forma serial, bit a bit, contendo um campo de cabeçalho e um campo de enquadramento de dados. Todavia, convém observar que existem alguns frames de controle que não contém dados.

Já na gravação e reprodução de filmes e vídeos, por exemplo, um frame representa uma única imagem em uma seqüência de imagens que são gravadas e reproduzidas. Em aplicações de inteligência artificial, um frame é um conjunto de dados com informações sobre determinado objeto, processo ou imagem. As informações ou dados no frame podem conter um outro frame encapsulado que é utilizado em um protocolo de mais alto nível ou diferente.

Outro exemplo de PDU é o pacote. Semelhante ao frame, representa uma unidade de dados que é roteada entre uma origem e um destino dentro de uma rede qualquer (Internet, inclusive). A diferença está que este não depende do tipo físico da rede. Por exemplo, os pacotes TCP/IP podem trafegar em qualquer tipo de rede.

Quando a informação trafega através da rede, ela é primeiramente dividida em partes. Cada uma dessas partes, que recebe o nome de "pacotes" é numerada separadamente, incluindo um endereço de destino na rede. Depois estes pacotes são colocados em frames. Existem portanto, várias camadas de controle.

Por exemplo, quando um arquivo qualquer é enviado através de uma rede, o protocolo de transmissão divide esse arquivo em diversas partes com tamanhos predefinidos. Os diferentes pacotes de um arquivo podem trafegar por diferentes rotas pela rede de computadores. Quando todos os pacotes chegarem ao destino, eles serão reagrupados na ordem correta, retornando a informação ao seu formato original.

Finalmente, temos o Datagrama. Datagramas ou células são as unidades de mensagem com as quais protocolos (como o IP) lidam e são transportados pela rede de computadores. Assim como acontece com os pacotes, cada datagrama é formado por um cabeçalho e uma área de dados. Citando a RFC 1594, um Datagrama é "uma entidade de dados completa e independente que contém informações suficientes para ser roteada da origem ao destino sem precisar confiar em permutas anteriores entre essa fonte, a máquina de destino e a rede de transporte".

Dessa maneira, a operação no modo datagrama é uma comunicação não confiável, não sendo usado nenhum tipo de reconhecimento fim a fim ou entre nós intermediários, nem qualquer tipo de controle de fluxo. No datagrama, o caminho através da rede é definido para cada pacote individualmente e é possível ainda tentar usar sempre o melhor caminho possível.