什么是OSI參考模型？OSI參考模型是層次化的，具有分層模型的所有優點。OSI參考模型的主要目的是讓不同廠商的設備能夠互相通信。

1.使用OSI參考模型的主要優點

① 降低復雜度：由難到簡。

② 標準化端口：網絡組成部分標準化，多廠商開發和支持。

③ 便于模塊化設計：允許不同類型的網絡硬件和軟件相互通信。

④ 技術的互操作性：分層次的設計防止某層的變化影響其他的層次。

⑤ 簡化網絡教學。OSI參考模型將網絡分為7層，表1描述了OSI參考模型各層功能。

表1 OSI參考模型各層功能

2.OSI參考模型每層功能詳細說明

(1)物理層

物理層有兩項功能：發送和接收比特流。比特的取值只能為0和1，使用數字值的莫爾斯電碼。物理層實現了邏輯上的數據與可以感知和測量的光/電信號之間的轉換。

(2)數據鏈路層

數據鏈路層提供數據的物理傳輸并進行錯誤通知、鏈路管理和流程控制。數據鏈路層使用硬件地址確保報文被傳輸到局域網中的正確設備，將來自網絡層的報文轉換為比特流通過物理層傳輸。

在數據鏈路層會將報文封裝成數據幀，并根據數據鏈路層封裝協議添加幀信息，封裝為對應的幀格式。通過數據幀中攜帶的信息可以標識物理設備的來源和目的地，同時工作在數據鏈路層的設備，可以通過這些信息實現數據幀的轉發和過濾。

(3)網絡層

網絡層負責管理設備編址、跟蹤設備在網絡中的位置并確定最佳的數據傳輸路徑。網絡層只在位于不同網絡中的設備之間傳輸數據流。

工作在網絡層的協議有很多，如IP、IPX、CLNP和Appletalk等。目前的網絡層通信協議就是我們熟悉的IP。IP有兩個版本，分別是IPv4和IPv6。

(4)傳輸層

傳輸層將數據進行分段并重組為數據流，位于傳輸層的服務將來自上層應用的數據進行分段和重組并將它們合并到同一個數據流中，傳輸層提供了端到端的數據傳輸服務。

TCP和UDP工作在傳輸層，TCP是一種可靠協議，在傳輸數據前需要先建立連接，同時通過序列號、確認機制及重傳機制保證數據的可靠性。而UDP 是一種不可靠協議，傳輸數據前不需要建立連接，只負責數據發送，不能確保數據正確地被接收。

TCP雖然是可靠的，但是需要為可靠性機制付出更大的帶寬開銷;UDP雖然是不可靠的，但是可以節省帶寬(因為它的報頭更小)。

(5)會話層

會話層負責在表示層之間建立、管理和終止會話，還對設備或節點之間的對話進行控制。比如操作系統就是會話層。

(6)表示層

表示層向應用層提供數據，并負責數據轉換、編碼和解碼工作。從本質上來說，表示層是一個轉換器，提供編碼和轉換功能。一種成功的數據傳輸方法會先將數據編碼再進行傳輸，接收者收到數據后將數據解碼以便讀取。

例如，上網時瀏覽網頁、看視頻、聽音樂，這些數據都是在網絡上一起傳輸的，那系統如何區分這些不同的數據呢?這就需要編碼，不同的數據格式用不同的編碼格式來封裝，接收者收到數據后再通過解碼來還原數據，交給對應的應用程序來處理，這樣就實現了對數據的區分。

(7)應用層

應用層為應用程序提供了網絡端口，如HTTP、Telnet、SMTP、POP3、DNS等應用程序。

發送者在發送數據時就好比給禮物打包裝一樣，數據發送者將數據從高層向底層進行數據封裝，每經過一層就增加一層頭部，在到達數據鏈路層后不僅要增加一層頭部，還需要再追加一個FCS尾部，目的是校驗數據幀頭的完整性。

OSI參考模型發送方數據封裝流程如圖2所示。接收者收到數據后，首先對數據幀頭進行校驗，校驗數據幀在傳遞過程中是否被破壞過，如果校驗結果不一致則丟棄數據幀;如果結果一致，則接收者對數據進行解封裝操作，解封裝的順序是從底層向高層解封裝。OSI參考模型接收方數據解封裝流程如圖3所示。

圖2 OSI參考模型發送方數據封裝流程

圖3 OSI參考模型接收方數據解封裝流程