计算机网络的层到层方法存在许多设计问题。一些主要的设计问题如下-
网络通道和组件可能不可靠，从而导致数据传输时丢失比特。因此，一个重要的设计问题是确保传输的信息不失真。
网络在不断发展。尺寸持续增加导致拥塞。另外，将新技术应用于添加的组件时，可能会导致不兼容的问题。因此，应进行设计，以使网络具有可伸缩性，并可以容纳此类添加和更改。
在特定时间，无数消息在大量计算机之间传输。因此，应该存在一个命名或寻址系统，以便每个层都可以标识每个消息的发送者和接收者。
不可靠的通道会在通信的数据流中引入许多错误。因此，各层需要就常用的错误检测和纠错方法达成一致，以保护数据包在传输时得到保护。
如果发送方生成数据的速率高于接收方接收数据的速率，则可能会使接收器溢出。因此，需要实施适当的流量控制机制。
计算机网络以网络资源的形式向最终用户提供服务。主要的设计问题是为流程分配和取消分配资源。应该进行分配/重新分配，以使主机之间的干扰降到最低，并实现资源的最佳利用。
从消息传输到目标时，为每个消息分配专用路径是不可行的。因此，数据通道需要多路复用，以便为每个主机分配一部分带宽或时间。
从源到目的地可能有多个路径。路由涉及在成本和时间方面，在所有可能的路径中选择最佳路径。网络系统中使用了几种路由算法。
数据通信的主要因素是保护其免受诸如窃听和秘密更改消息之类的威胁。因此，应该有足够的机制来防止通过身份验证和加密对数据的未经授权的访问。