К верхним уровням относятся протоколы сеансового, представительного и прикладного уровней.
Сеансовый уровень. Здесь производится организация способов взаимодействия между прикладными процессами пользователей, т.е. управление взаимодействием между открытыми системами. Примером протоколов сеансового уровня можно рассматривать стандарт Х.225 – «спецификация протокола сеансового уровня взаимосвязи открытых систем для применения МККТТ», разработанный МСЭ-Т и стандарт ISO 8327 «Системы обработки информации. Базовая спецификация протокола сеансового уровня, ориентированная на соединение».
Представительный уровень определяет синтаксис передаваемой информации, т.е. набор знаков и способы их представления, которые являются понятными для всех взаимодействующих систем. Это процесс согласования различных кодов, согласно ему взаимодействующие системы договариваются о той форме, в которой будет передаваться информация. Примером протоколов представительного уровня является Х.226 «Спецификация протокола уровня представления взаимосвязи открытых систем для применения МККТТ» и стандарт ISO 8823 «Системы обработки информации. Взаимосвязь открытых систем. Спецификация протоколов уровня представления в режиме управления соединением».
Прикладной уровень определяет семантику, т.е. смысловое содержание информации, которой обмениваются открытые системы. Примером стандарта прикладного уровня может служить стандарт МСЭ-Т Х.400.