目標 4.1：OSI 模型
| 資料單元 | 層 | 功能 | |
|---|---|---|---|
| 主機 層 |
資料 | 7. 應用 | 網路程序到應用程式 |
| 6. 表示 | 資料表示和加密 | ||
| 5. 會話 | 主機間通訊 | ||
| 段 | 4. 傳輸 | 端到端連線和可靠性 | |
| 媒體 層 |
資料包 | 3. 網路 | 路徑確定和 邏輯定址 |
| 幀 | 2. 資料鏈路 | 物理定址 | |
| 位 | 1. 物理 | 媒體、訊號和二進位制傳輸 |
目標 4.1：解釋 OSI（開放系統互連）模型中每一層的函式
開放系統互連參考模型（OSI 參考模型或 OSI 模型）是分層通訊和計算機網路協議設計的抽象描述。最基本的形式是將網路架構劃分為七層，從上到下分別是應用層、表示層、會話層、傳輸層、網路層、資料鏈路層和物理層。因此，它通常被稱為 OSI 七層模型。
一層是概念上類似的功能的集合，這些功能為上層提供服務，並接收下層的服務。例如，提供跨網路無錯誤通訊的層為上層應用程式提供路徑，同時呼叫下一層來發送和接收構成路徑內容的資料包。
參考 附錄 A：記憶輔助 以幫助回憶各層的正確順序。
應用層是 OSI 層中離終端使用者最近的一層，這意味著 OSI 應用層和使用者都直接與軟體應用程式互動。此層與實現通訊元件的軟體應用程式互動。應用層功能通常包括識別通訊夥伴、確定資源可用性和同步通訊。在識別通訊夥伴時，應用層確定具有要傳輸資料的應用程式的通訊夥伴的身份和可用性。在確定資源可用性時，應用層必須確定是否存在用於請求的通訊的足夠網路資源。在同步通訊中，所有應用程式之間的通訊都需要由應用層管理的合作。
表示層在應用程式層實體之間建立上下文，其中，如果表示服務提供對映，則更高層實體可以使用不同的語法和語義。如果對映可用，則表示服務資料單元將封裝到會話協議資料單元中，並向下傳遞到堆疊。
此層透過在應用程式格式和網路格式之間進行轉換，提供與資料表示（例如加密）的獨立性。表示層將資料轉換為應用程式接受的格式。此層格式化和加密要跨網路傳送的資料。它有時被稱為語法層。[5]
原始表示結構使用抽象語法符號 1（ASN.1）的基本編碼規則，具有將 EBCDIC 編碼的文字檔案轉換為 ASCII 編碼的檔案，或將物件和其他資料結構從 XML 序列化到 XML 的功能。
會話層控制計算機之間的對話（連線）。它建立、管理和終止本地應用程式和遠端應用程式之間的連線。它提供全雙工、半雙工或單工操作，並建立檢查點、延期、終止和重新啟動過程。OSI 模型使該層負責會話的優雅關閉（這是傳輸控制協議的屬性），還負責會話檢查點和恢復（通常在網際網路協議套件中未使用）。會話層通常在使用遠端過程呼叫的應用程式環境中顯式實現。
傳輸層提供端使用者之間透明的資料傳輸，為上層提供可靠的資料傳輸服務。傳輸層透過流量控制、分段/重組和錯誤控制來控制給定連結的可靠性。某些協議是面向狀態和連線的。這意味著傳輸層可以跟蹤段，並重新傳輸失敗的段。傳輸層還提供成功資料傳輸的確認，並在沒有錯誤發生時傳送下一個資料。
OSI 定義了五類連線模式傳輸協議，從類 0（也稱為 TP0，提供最少的功能）到類 4（TP4，為不太可靠的網路設計，類似於網際網路）。類 0 不包含錯誤恢復，設計用於在提供無錯誤連線的網路層上使用。類 4 最接近 TCP，儘管 TCP 包含一些功能，例如優雅關閉，OSI 將這些功能分配給會話層。此外，所有 OSI TP 連線模式協議類都提供加速資料和記錄邊界保留。下表顯示了 TP0-4 類別的詳細特徵：[1]
| 功能名稱 | TP0 | TP1 | TP2 | TP3 | TP4 |
|---|---|---|---|---|---|
| 面向連線的網路 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 無連線網路 | 否 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 連線和分離 | 否 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 分段和重組 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 錯誤恢復 | 否 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 重新啟動連線（如果過多的協議資料單元 PDU 未得到確認） | 否 | 是 | 否 | 是 | 否 |
| 在單個虛擬電路上的複用和解複用 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 |
| 顯式流量控制 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 |
| 超時重傳 | 否 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 可靠的傳輸服務 | 否 | 是 | 否 | 是 | 是 |
也許視覺化傳輸層的一個簡單方法是將其與郵局進行比較，郵局處理傳送的郵件和包裹的排程和分類。但是請記住，郵局管理郵件的外層信封。更高層可能具有雙信封的等效項，例如只能由收件人讀取的加密表示服務。粗略地說，隧道協議在傳輸層執行，例如在 IP 網路上承載非 IP 協議，例如 IBM 的 IBM 系統網路體系結構 | SNA 或 Novell 的網際網路絡資料包交換 | IPX，或者使用 IPsec 進行端到端加密。雖然通用路由封裝 (GRE) 看起來像是網路層協議，但如果有效負載的封裝只在端點進行，則 GRE 更接近於使用 IP 標頭但包含完整幀或資料包以傳遞到端點的傳輸協議。2 層隧道協議 | L2TP 將點對點協議 | PPP 幀承載在傳輸資料包中。
雖然不是在 OSI 參考模型下開發的，也不完全符合 OSI 對傳輸層的定義，但網際網路協議套件的傳輸控制協議 (TCP) 和使用者資料報協議 (UDP) 通常在 OSI 中歸類為第 4 層協議。
網路層提供將可變長度資料序列從一個網路上的源主機傳輸到另一個網路上的目標主機的功能和程式手段，同時保持傳輸層請求的服務質量（與連線同一網路中的主機的 資料鏈路層形成對比）。網路層執行網路路由功能，也可能執行碎片和重組，並報告傳遞錯誤。路由器在此層執行，在擴充套件網路中傳送資料，使網際網路成為可能。這是一種邏輯定址方案 - 值由網路工程師選擇。定址方案不是分層的。
網路層可以分為三個子層
- 子網訪問 - 考慮處理網路介面的協議，例如 X.25；
- 子網依賴的收斂 - 當需要將傳輸網路的級別提升到兩側網路的級別時
- 子網獨立的收斂 - 處理跨多個網路的傳輸。
後一種情況的一個例子是 CLNP 或 IPv7 ISO 8473。它管理著一次一個躍點的無連線資料傳輸，從終端系統到入口路由器，從路由器到路由器，以及從出口路由器到目標終端系統。它不負責對下一個躍點的可靠傳遞，只負責檢測錯誤資料包以便丟棄。在這種方案中，IPv4 和 IPv6 必須與 X.25 歸類為子網訪問協議，因為它們承載的是介面地址而不是節點地址。
許多層管理協議屬於網路層，這些協議在管理附件 ISO 7498/4 中定義。這些協議包括路由協議、組播組管理、網路層資訊和錯誤以及網路層地址分配。是有效載荷的功能使得這些協議屬於網路層，而不是承載它們的協議。
資料鏈路層提供了在網路實體之間傳輸資料的功能和程式方法，並檢測和可能糾正物理層可能發生的錯誤。最初，該層旨在用於點對點和點對多點媒體，這是電話系統中廣域媒體的特徵。區域網架構（包括廣播能力的多路訪問媒體）是在 IEEE 專案 802 中獨立於 ISO 工作開發的。IEEE 工作假設了 WAN 使用不需要的子層和管理功能。在現代實踐中，在諸如點對點協議 (PPP) 之類的協議中，資料鏈路層只進行錯誤檢測，而不進行使用滑動視窗的流量控制，並且在區域網上，IEEE 802.2 LLC 層不適用於乙太網上的大多數協議，並且在其他區域網上，其流量控制和確認機制很少使用。TCP 等協議在傳輸層使用滑動視窗流量控制和確認，但在 X.25 提供效能優勢的利基市場中仍然使用。
ITU-T G.hn 標準透過現有的線纜（電力線、電話線和同軸電纜）提供高速區域網，它包含一個完整的資料鏈路層，透過選擇性重傳滑動視窗協議提供錯誤校正和流量控制。
廣域網和區域網服務都將來自物理層的位元排列成稱為幀的邏輯序列。並非所有物理層位元都一定會進入幀，因為其中一些位元純粹是為了物理層功能而設計的。例如，FDDI 位元流中的每五個位元中有一個沒有被該層使用。
物理層定義了裝置的電氣和物理規範。特別是，它定義了裝置與傳輸介質（如銅纜或光纜）之間的關係。這包括引腳佈局、電壓、電纜規格、集線器、中繼器、網路介面卡、主機匯流排介面卡 (HBA 用於儲存區域網路) 等。
物理層執行的主要功能和服務是
- 建立和終止與通訊介質的連線。
- 參與有效地將通訊資源共享給多個使用者的過程。例如，爭用解決和流量控制。
- 調製，或在使用者裝置中數字資料的表示形式與在通訊通道上傳輸的相應訊號之間的轉換。這些訊號是在物理佈線（如銅線和光纖）或無線鏈路上執行的訊號。
並行 SCSI 匯流排在該層執行，但必須記住，邏輯 SCSI 協議是執行在此總線上的傳輸層協議。各種物理層乙太網標準也位於此層；乙太網包含此層和資料鏈路層。同樣的情況也適用於其他區域網，如令牌環、FDDI、ITU-T G.hn 和 IEEE 802.11，以及個人區域網，如藍牙和 IEEE 802.15.4。
