Tài liệu mô tả mối liên hệ giữa Frame Relay và mô hình OSI 7 lớp, với Frame Relay hoạt động chủ yếu ở 3 lớp dưới (Lớp vật lý, Lớp kết nối, và Lớp mạng). Lớp vật lý định nghĩa giao diện vật lý cho thiết bị truy cập Frame Relay, Lớp kết nối xác định các quy tắc giao tiếp và thủ tục bằng các giao thức LAP-D và LAP-F, trong khi Lớp mạng đảm nhiệm việc định tuyến dữ liệu giữa các hệ thống mà không có quy trình phức tạp như X25.