協議分析儀 protocol analyser 的工作從原理上要分為兩個部分：數據采集數據撲捉、協議分析。對這兩部分的工作從實現的形式上來說有以下常見的幾種形式：
純軟件的協議分析系統，如：Fluke的OptiView-PE。大多數的純軟件協議分析儀是可以使用普通的網卡來完成進行簡單的數據采集工作的，這就是使用率最多的協議分析軟件+PC網卡。這種方式的協議分析儀通常有兩種原因存在的。①簡單廉價的軟件，或自由軟件，小巧實用，功能較弱②運行在PC或報價本電腦上的協議分析儀的軟件部分，本來協議分析工作就是基於軟件分析的工作。所以再高端的協議分析儀其軟件部分也是要由計算機平臺實現的。 基於筆記本+數據采集箱的便攜式協議分析儀這種方式與上述采用協議分析軟件+PC網卡的主要區別就是專用的數據采集系統，在對復雜和高速的網絡鏈路上要想全線速地撲捉或更有效地進行實時數據過濾采用專用的數據采集方式是必須的。 手持式綜合協議分析儀從協議分析儀發展的角度來說，網絡維護人員越來越需要使用功能強大並能將多種網絡測試手段集於壹身的綜合式測試分析手段，典型的協議分析儀上的功能延展就是加入網管功能、自動網絡信息搜集功能、智能的專家故障診斷功能， 並且移動性能要有效。這種綜合的協議分析儀或者說是綜合的網絡分析儀成為了當今網絡維護和測試儀的主要發展趨勢，象Fluke 的OptiView INA自上市來在網絡現場分析、故障診斷、網絡維護方法得到了相當廣泛的應用和發展。分布式協議分析儀隨著網絡維護規模的加大，網絡技術的變化，網絡關鍵數據的采集也越來越困難。有時為了分析和采集數據，必須能在異地同時第進行采集，於是將協議分析儀的數據采集系統獨立開來，能安置在網絡的不同地方，由能控制多個采集器的協議分析儀平臺進行管理和數據處理，這種應用模式就誕生了分布式協議分析儀。通常這種方式的造價會非常高的。
線路上的數據，即數據電路終接設備（DCE）和數據終端設備（DTE）之間的通信數據經過輸入接口單元進入協議分析儀。輸入接口單元是壹個具有高阻接口的電平轉換器。在執行監視功能時，協議分析儀從高阻接口上接收數據，能夠盡可能地減少對線路的影響。在執行模擬功能時，輸入接口單元能夠提供與被測設備接口相同的電氣條件和物理條件。數據以串行方式透明地通過切換器直接進入串-並變換器。數據在串-並變換器中建立同步，且由串行變換為並行，同時還進行差錯檢驗。由此進入捕獲存儲器、觸發器和收發信分析器。捕獲存儲器將輸入的數據收錄下來，進行再生顯示、詳細檢驗和其他的脫線處理。觸發器則根據設定的比特序列、差錯計數、調制解調器的控制信號和外部輸入等各種觸發因素，迅速地進行數據分析和故障切離。收發信分析器以協議（通常有BSC、HDLC、SDLC、X．25和X．75等）為基準來分析和檢驗數據，且以“助記符”的形式由示波器顯示出來。模擬器在執行模擬功能時使用。大容量存儲器用於保存監視器和模擬器的設定條件清單、模擬過程的程序和捕獲存儲器收錄的數據等，主控制器用於控制協議分析儀各個組成部分的動作，並且進行實時調節和協調，對各部分進行初始化。