Táto softwarovo riešená vrstva zaisťuje zabezpečenie vlastného spojenia medzi sieťovými stanicami, to znamená, že zabezpečuje pravidlá pre nadväzovanie a ukončovanie dátových prenosov medzi uzlami na sieti, výmenu dát medzi aplikáciami (t.j. vytvára body opakovania – checkpoint), synchronizáciu transakcií (commit), korektné uzatváranie súborov, ošetrenie násilne ukončeného prenosu, zároveň poskytuje služby typu preklad mien na adresy alebo bezpečnosť prístupu, koordinuje komunikáciu a udržuje reláciu tak dlho, dokiaľ je potrebná, atď. Taktiež zaisťuje zabezpečovacie, prihlasovacie a správne funkcie. V tejto vrstve sa tiež rozhoduje o tom, akým spôsobom bude prebiehať prenos (poloduplexne, alebo duplexne). Príslušné voľby sú opäť popísané v hlavičke relačnej vrstvy. Dátovými jednotkami, prenášanými relačnou vrstvou, sú SLPDU (Session Layer Protocol Data Unit).

Dobre predstaviteľnou reláciou je napr. zdieľanie sieťového disku. Disk môže byť po určitú dobu zdieľaný, avšak pracuje sa s ním jen zriedka. Vždy, keď je napr. potreba pracovať so súborom na sieťovom disku, tak sa naviaže, na dobu od otvorenia súboru až po jeho uzatvorenie, spojenie na transportnej vrstve. Avšak relácia na relačnej vrstve existuje po celú dobu zdieľania disku.

Zaujímavou funkciou tejto vrstvy je synchronizácia dátových prenosov. Napríklad pri sťahovaní súborov z Internetu sa uprostred prenosu preruší spojenie. Vtedy nám neostane nič iné, len začať sťahovanie znovu, alebo použiť software, ktorý je schopný nadviazať na už stiahnutú časť (samozrejme pokiaľ to vie aj server). Nadväzovanie je zaistené pomocou značiek, ktoré vytvára práve relačná vrstva.

Zhrnutie vlastností a funkcií relačnej vrstvy:

• Jej zmyslom je organizovať a synchronizovať dialóg medzi spolupracujúcimi prezentačnými entitami a riadiť výmenu dát medzi nimi.
• Poskytuje služby vytvárania a záver relačného spojenia, normálny a úspešný prenos správ, zadržaný prenos správ (časť správ prenesená relačným spojením sa uvoľňuje pre adresáta až na pokyn odosielateľa), riadenie interakcie (jednosmerné, obojsmerné striedavé a obojsmerné súčasne), synchronizáciu relačného spojenia …
• Funkcie v relačnej vrstve zobrazujú relačné spojenie do transportných spojení (napr. behom jednej relácie sa niekoľkokrát vytvorí a ukončí transportné spojenie), riadi sa tok, vytvára sa, ruší a poprípade obnovuje relačné spojenie.
• Príklady: každá protokolová architektúra využíva jeden alebo viacej typov relačných protokolov, napr. RPC u TCP/IP