Обычно программное обеспечение физического и более высоких уровней (вплоть до подуровня управления доступом к среде включительно) размещается в устройствах интерфейсов сети. В некоторых случаях в этих же устройствах полностью или частично размещается программное обеспечение подуровня управления логическим каналом, а также транспортного уровня. Остальное программное обеспечение реализуется на главной ЭВМ.
Передача протокола на каждом уровне в основном происходит следующим образом. У каждого пакета, принятого с нижнего уровня, просматривается заголовок, который затем снимается, и производится необходимая обработка, после чего обработанный пакет пересылается на верхний уровень. В некоторых случаях по мере необходимости пакет пересылается не на верхний уровень, а возвращается обратно на нижний. Возможен и другой вариант передачи протокола. По запросу с верхнего уровня пакет обрабатывается в соответствии с указаниями запроса и с учетом состояния данного уровня на момент обработки. Затем пакету добавляется заголовок, и дальнейшая обработка происходит на нижнем уровне, а ее результаты пересылаются на верхний уровень. В том случае, когда запрос с верхнего уровня не поступает, управляющий пакет формируется с учетом внутреннего состояния данного уровня, а необходимая дополнительная информация запрашивается на нижнем уровне, либо верхний уровень информируется о состоянии данного уровня без запроса на нижнем уровне. Каждая часть программного обеспечения отражает одну из сторон процесса передачи, при этом обработка пакетов происходит параллельно с передачей сообщений между процессами. На практике для элементов интерфейса с верхним и нижним уровнями предусматриваются процедуры организации взаимной связи, а в том случае, когда такая связь обеспечивается одной главной ЭВМ, предпочитается включать указанные элементы интерфейса в группу обрабатывающих программ. Однако на тех уровнях, с которыми устройства сетевых интерфейсов непосредственно взаимодействуют, элементы интерфейсов с нижним уровнем представляют собой устройства обработки сигналов приборов (драйвера). Кроме того, группа обрабатывающих программ допускает обработку с имитацией нескольких ситуаций при одном и том же внутреннем состоянии исследуемого уровня.