Der Fibre Channel baut auf einem fünfschichtigen Schichtenmodell auf. Diese fünf Schichten werden mit FC-0, FC-1, FC-2, FC-3 und FC-4 bezeichnet und unterstützen bestimmte Übertragungsfunktionen und Dienstmerkmale für die Übertragung. Das FC-Schichtenmodell ist in gewisser Weise vergleichbar mit dem OSI-Referenzmodell.
Die unterste SchichtFibre Channel 0, (FC-0) ist die physikalische Schicht, in der die physikalische Verbindung, die FC-Übertragungsmedien mit ihren Parametern und Anschlüssen sowie die Datenraten spezifiziert sind. Diese liegen bei 133 Mbit/s, 266 Mbit/s, 531 Mbit/s und 1,0625 Gbit/s mit Nutzlassten von 12,5 MB/s, 25 MB/s, 50 MB/s und 100 MB/s. Als Übertragungsmedien sind Lichtwellenleiter, Koaxialkabel und STP-Kabel spezifiziert, als Treiber LEDs, Laser und die ECL-Technologie.
Auf der Ebene Fibre Channel 1, (FC-1) erfolgt die Codierung und Decodierung der zu übertragenden Signale. Fibre-Channel verwendet die 8B/10B-Codierung zur Verbesserung der Übertragungseigenschaften
Fibre-Channel ist für die Hochgeschwindigkeitsübertragung großer Datenmengen konzipiert, was sich in der Länge des FC-Datenrahmens ausdrückt, welcher bei variabler Länge 2 KByte und größer sein kann.
Auf der Schicht Fibre Channel 2, (FC-2) findet die Flusskontrolle statt, die nach mit dem Credit-Verfahren arbeitet und zwei Mechanismen kennt: die Buffer-to-Buffer-Flusskontrolle ( BB_Buffer) für die Links und die Ende-zu-Ende-Flusskontrolle zwischen zwei Endgeräten.
Um eine möglichst effiziente Datenübertragung für die unterschiedlichen Verkehrsarten zu gewährleisten, unterscheidet Fibre-Channel mehrere FC-Dienstklassen. Diese werden in der Schicht FC-2 durch die Steuerung der Datensequenzen realisiert. Bei diesen Dienstklassen handelt es sich um bestätigte und unbestätigte verbindungslose Services.
Die Ebene Fibre Channel 3, (FC-3) unterstützt Services wie Multicast-Sendungen, bei denen eine Information an viele Empfänger gesendet wird, und Striping, bei dem die Bandbreite durch Parallelschaltung von Ports erhöht wird.
In der nächst höheren FC-Schicht, Fibre Channel 4, (FC-4), werden die Application-Interfaces definiert und die Adaption der höheren Protokolle auf Fibre Channel vorgenommen. Auf dieser Ebene setzen die bekannten Zugangsmechanismen von lokalen Netzen auf, so, dass Fibre-Channel auch für den Einsatz in LANs verwendet werden kann. Neben Netzwerkprotokollen wie dem IP-Protokoll unterstützt diese Schicht auch Bus-Protokolle, wie Small Computer System Interface ( SCSI). Über das physikalische Interface können gleichzeitig unterschiedliche Datenformate transportiert werden. So von SCSI, Intelligent Peripheral Interface ( IPI), High Performance Parallel Interface ( HIPPI), AAL5, im Single Byte Command Code Set ( SBCCS) und IEEE 802.2.
Oberhalb von FC-4 sind die Upper Layer Protocols ( ULP) angesiedelt. Diese anwendungsorientierten Protokolle bestimmen ob ein FC-Netz als IP-Netz oder als Speichernetz ( SAN) arbeitet.