La transmission (émission et réceptions) peut se faire en utilisant différents supports (notion de modulation / démodulation). Lors de la transmission, on doit tenir compte des dégradations possibles liées à la propagation des signaux. Enfin, la technique du multiplexage permet d'effectuer des transmissions indépendantes sur un même support.

La mise en relation consiste à établir un circuit en deux interlocuteurs (commutation) et doit se faire de manière "intelligente", c'est à dire en tenant compte des droits d'accès aux réseaux et des chemins à utiliser (contrôle d'accès et routage).

La tendance est à l'abandon des superordinateurs (mainframe) centralisant toute l'activité, le développement du réseau et la baisse des coûts informatiques permettent de déployer des ordinateurs interconnectés et autonomes. Grâce au réseau, de la notion de système d'informatique distribué, on est passé à une notion de système réparti, c'est un abstraction souvent logiciel (liée au système d'exploitation), qui permet par exemple à un utilisateur d'effectuer un tâche sans savoir à qu'elle machine il est réellement connecté. On considère alors un groupe de machines comme un unique processeur de virtuel.

Partagés des ressources (matériels ou logiciels) entre différents membres du réseau.
Fiabiliser le travail sur informatique en tenant compte des défaillances possible d'un système.
Réduire les coût d'exploitation.
Développer des applications fondées sur le mode client / serveur.
Exploiter de nouveaux modes de communication et de travail en collaboration.

Le plus courant est le réseau à diffusion (broadcoast network), c'est par exemple votre réseau local (topologie en bus, anneau), le satellite, etc. L'ensemble des machines se partagent le canal de communication. Les données sont diffusées sur le réseaux mais contiennent une information d'adresse de machine de destination. Chaque machine vérifie si l'information lui est destinée et donc la traite ou l'ignore. Ce mode permet donc de diffuser un message à un interlocuteur précis grâce à son adresse ou bien au réseau entier (utilisation de l'adresse spéciale de broadcast) ou enfin à un sous-ensemble de machines (un groupe d'adresse, c'est le multicast). Dans ce type de réseau la rupture du canal de communication paralyse tout le réseau, tandis qu'une de machine non.

Le réseau point à point lui, consiste à mettre en interconnexion des machines deux à deux (topologie en étoile, en maillage, ...) Il est alors possible de multiplier les chemins pour joindre deux interlocuteurs mais en passant par des machines intermédiaires (utilisation d'alogithmes de routage des messages). Cela apporte donc une sécurité grâce à la redondance des canaux de communication, mais il en résulte que le temps de transfert d'un message d'un point à un autre peut devenir assez variable. Dans cette topologie là, deux machines sont donc connectés directement ou indirectement, il est intéressant de "jouer" sur la redondance des chemins, mais cela peut augmenter rapidement les coûts de câblage et la complexité du routage. Le routage consiste à chaque noeud (intermédiaire réseau) à choisir un autre noeud de destination, on établie alors une commutation.

Il existe trois types de commutation. Tout d'abord, la commutation de circuit, c'est historiquement la première apparue avec le réseau téléphonique afin d'établir un circuit entre un émetteur et un récepteur. Le circuit est établi à la demande de communication et, est coupé lorsque le communication est terminée. On réserve donc un circuit entier pour la communication. Ensuite vient la commutation de message qui consiste à transférer un message de noeud en noeud, la commutation s'établie entre deux noeuds le temps de transférer le message (le message est stocké à chaque noeud) puis on libère le circuit au fur et à mesure que le message avance entre les noeuds. On optimise donc l'utilisation du réseau car on ne réserve plus l'intégralité d'un chemin entre deux interlocuteurs pour un échange. Enfin, le dernier type de commutation qui est le plus abouti est la commutation de paquets. Un paquet est une division de message, le routage se fait par unité de paquet, c'est à dire que les paquets peuvent suivre des circuits commutés differents en fonction de l'état d'un lien par exemple (tout dépend de la politique de routage). Cette méthode implique pour le destinataire une "remise en ordre" des paquets constituants le message car on sait qu'en fonction du chemin emprunté, les temps de transfert peuvent varier. Cette dernière méthode permet donc d'optimiser encore plus le transite sur le réseau grâce à l'utilisation  d'une unité petite qui est le paquet et de plus, elle rend plus simple la reprise sur erreur de transmission car, en cas de perte, il est toujours plus rapide  de ré-emettre un paquet seul plutôt que le message en entier.

Un réseau peut s'étendre de moins de 1 mètre à plusieurs milliers de kilomètres. Si on définie un réseau comme une interconnexion de processeurs, on peut alors énumérer dans l'ordre croissant de leur étendue : un circuit imprimé, un ordinateur, une salle, un campus, une ville, une région, un continent, la terre. Le LAN (local aera network) s'étend de quelques mètres à un kilomètre environ, puis le MAN (metropolitan network) correspond à l'échelle d'une agglomération (10 km). Enfin le WAN (wide area network) sert pour l'interconnexion sur des distances allant de 100 à 1000 km, c'est grâce à tout ces moyens que l'on connaît aujourd'hui le réseau mondial Internet. Généralement les petits réseau sont des réseaux à diffusion tandis que les réseaux plus importants sont des réseaux en mode de transmission point à point.

Le LAN, fonctionnant en diffusion (en bus ou étoile), le support de communication sert pour X machines, c'est pourquoi pour pouvoir communiquer, il doit y avoir des règles d'émission (mécanisme d'arbitrage). Ce mécanisme peut être centralisé (notion de jeton pour l'anneau) ou réparti à la charge des machines (cas du réseau en  bus). La topologie la plus répandue est le bus avec un arbitrage du dialogue dynamique et réparti (c'est le standard Ethernet - IEEE 802.3). C'est à dire qu'une machine peut émettre quand elle le veut sur le réseau et s'il intervient une collision dans les informations qui circulent, les machines attentent un temps aléatoire avant de ré-émettre. Le débit sur ce type de réseau atteint le gigabit.

Le MAN, répond à la norme DQDB (distributed queue dual bus - IEEE 802.6), il s'agit d'une topologie en double bus (identique aux LANs) unidirectionnel dont le débit atteint les 622 Mbp. Il sert notamment à l'interconnexion de réseaux locaux. Sur chacun des anneaux, on distingue une tête et une fin de bus. La tête de bus émet toutes les 125 µsec une cellule vide ainsi, les stations ont la possibilité d'écrire ou de lire à la volée dans cette cellule. Chaque machine présente sur le réseau émet dans le bus qui correspond au sens de la machine destinataire.

Le WAN convient pour faire l'interconnexion de LAN ou de MAN, il utilise un mode point à point à grande échelle (réseaux optiques, satellites). La machine d'interconnexion de réseaux de nature différente se nomme une passerelle (gateway). Le réseau WAN est un réseau dédié à l'interconnexion d'autres réseaux, il est donc composé de lignes de transmission et de routeurs (backbone). Du fait de la variété des technologies utilisées et donc des coûts pour utiliser un WAN, les débits sont eux aussi très variables (de quelques mégabits à plusieurs dizaines de mégabits). Ce type de service est généralement fourni par les opérateurs de télécommunication.

Le mode avec connexion correspond à l'image du réseau téléphonique. Le processus de communication est le suivant : un émetteur demande à un récepteur l'établissement d'une communication, si celui-ci accepte, un circuit virtuelle est établi et l'échange des données se fait. En fin de transmission, la communication et libérée. Ce mode à l'avantage de rendre l'échange sécurisé, puisque chaque interlocuteur est identifié et l'on peut à l'avance définir une certaine qualité de service. Par contre il peut sembler assez lourd à mettre en oeuvre pour de petits échanges de moindre importance.

Le mode sans connexion (dit aussi mode datagramme), permet d'envoyer des données sans vérifier à l'avance que le destinataire ou les noeuds du circuit virtuel sont libres à les recevoir. C'est à l'image du courrier postal. C'est aux équipements du réseau d'acheminer les informations avec une éventuelle temporisation si le destinataire n'est pas actif. Il n'y a donc aucune garantie sur l'ordre d'arrivée des messages.

En fonction des besoins, on peut définir une qualité de service qui orientera la communication vers un mode avec ou sans connexion. Si l'on souhaite avoir une grande fiabilité dans l'échange (transfert de fichier, voix numérisée), le type de service choisi sera le mode avec ou orienté connexion. Par contre, si l'on veut faire de la messagerie avec acquittement ou du streaming, on s'orientera vers un service en mode sans connexion.

Les différents paramètres à prendre en compte pour choisir une qualité de service sont : le  temps d'établissement de la connexion, la probabilité d'échec de cette connexion, le débit de la liaison, le temps de transit, le taux d'erreur, la probabilité d'incident, le temps de déconnexion, la sécurité, la gestion des priorités pour un échange.

L'organisation en couches des réseaux à permis de réduire leur complexité.
Chaque machine communicante sur une réseau dispose cette implémentation en couches. Chaque couche fournit un service à une couche supérieure via une interface qui propose des opération élémentaires. Le dialogue entre deux machines se fait virtuellement de couche à couche (machine  1 couche N <> machine 2 couche N) en suivant un protocole précis. On parle de protocole de couche N (pile de protocole) et de processus pairs (c'est le respect des protocoles qui assure le bon déroulement d'un échange). Couches et protocoles constituent l'architecture réseau. Chaque couche est libre d'ajouter des données au message à transmettre, ces ajouts ne seront utilisable que par le processus pair. On numérote les couches de 1 à N, la couche 1 étant la plus proche du support physique et la couche N étant la plus proche de l'utilisateur. La normalisation ISO du réseau est modélisée 7 couches.

Une couche doit comporter un moyen d'identification d'un émetteur ou récepteur, pour cela il existe des adressages particulier à chaque couche. De plus, chaque couche doit définir son mode de communication avec son processus pair (simplex, semi duplex, duplex) et on doit définir dans le protocole un nombre de canaux logiques à utiliser pour communiquer (souvent, un canal de donnée et un canal de contrôle). Chaque couche doit disposer de son propre contrôle d'erreur, car on le sait, les circuits physiques ne sont pas parfaits (perte de messages...).

Une couche fournit à un service à sa couche supérieur grâce à des opération simples que l'on nomme primitives de service. Il existe 4 classes de primitives servant à réaliser une action et à en rendre compte : request (action de sollicitation d'un service), indication (action information), response (réponse à un événement), confirm (confirmation la réception d'une réponse).

Exemple d'une connexion de machine à machine :

Emetteur : CONNECT.request (demande de connexion)
Récepteur : CONNECT.indication (reçoit une demande de connexion)
Récepteur : CONNECT.respons (accepte ou refuse la connexion)
Emetteur : CONNECT.confirm (confirmation du choix du récepteur)

... Echange de données :

Emetteur : DATA.request
Récepteur : DATA.confirm
Emetteur : DATA.request
Récepteur : DATA.confirm
....

Déconnexion :

DISCONNECT.request
DISCONNECT.indication