OSI模型七层详解 | AI生成和翻译
Open Systems Interconnection Reference Model (OSI/RM) 是一个概念框架，它标准化了不同计算机系统在网络上如何进行通信。该模型由 International Organization for Standardization (ISO) 于 1984 年制定，至今仍是理解网络架构的基础。
为什么存在 OSI 模型
在 OSI 出现之前，不同的供应商创建了彼此无法通信的专有联网系统。OSI 模型的创建是为了建立一个通用标准，允许不同的系统互操作，将网络通信分解为可管理的、标准化的层。
七层模型
该模型将网络通信分为七个不同的层，每一层都有特定的职责。数据在发送端向下流经各层，在接收端向上流经各层。
第 7 层：Application Layer (应用层)
这是网络应用程序和最终用户服务运行的地方。它直接向用户应用程序（如 web 浏览器、电子邮件客户端和文件传输程序）提供网络服务。常见的协议包括 HTTP/HTTPS (web)、SMTP (email)、FTP (文件传输) 和 DNS (域名解析)。这一层处理资源共享、远程文件访问和网络虚拟终端等事务。
第 6 层：Presentation Layer (表示层)
通常被称为“翻译员”，这一层处理数据格式化、encryption (加密) 和 compression (压缩)。它确保从一个系统的应用层发送的数据可以被另一个系统的应用层读取，无论数据表示形式如何。功能包括字符编码转换（如 ASCII 到 EBCDIC）、数据加密/解密以及数据压缩。示例包括 SSL/TLS 加密以及 JPEG、MPEG 和 GIF 等数据格式标准。
第 5 层：Session Layer (会话层)
这一层建立、管理和终止应用程序之间的连接（会话）。它处理会话检查点和恢复，允许在中断时恢复长传输。它还管理对话控制，确定通信是半双工还是全双工。可以将其视为管理两个应用程序之间的对话规则。协议包括 NetBIOS 和 RPC (Remote Procedure Call)。
第 4 层：Transport Layer (传输层)
这一层确保终端系统之间可靠的数据传输。它处理将数据分割成较小的单元、防止接收方过载的 flow control (流量控制)、错误检测与恢复以及端到端连接管理。两个主要协议是 TCP (Transmission Control Protocol) 和 UDP (User Datagram Protocol)。TCP 提供可靠的、面向连接的通信，具有错误检查和重传功能；UDP 提供更快的、无连接的通信，但不保证送达。这一层使用 port numbers (端口号) 来识别特定的应用程序。
第 3 层：Network Layer (网络层)
这一层处理逻辑寻址和 routing (路由)，确定数据跨越网络传输的最佳路径。它处理 IP 寻址、在网络之间路由 packets (数据包)，以及对数据包进行分段/重组以适应不同的网络大小。最重要的协议是 IP (Internet Protocol)，以及 OSPF、BGP 和 RIP 等路由协议。Router (路由器) 主要在这一层工作，根据 IP 地址做出转发决策。
第 2 层：Data Link Layer (数据链路层)
这一层提供节点到节点的数据传输，并为物理层处理错误检测/纠正。它通常分为两个子层：LLC (Logical Link Control) 和 MAC (Media Access Control)。它管理 MAC 地址（物理硬件地址），将数据封装成 frames (帧) 进行传输，控制对物理介质的访问，并通过 CRC (Cyclic Redundancy Check) 等技术提供错误检测。Switch (交换机) 在这一层工作。常见协议包括 Ethernet、Wi-Fi (802.11) 和 PPP (Point-to-Point Protocol)。
第 1 层：Physical Layer (物理层)
这是最低层，处理通过通信信道实际物理传输的原始 bits (比特)。它定义了电信号、光脉冲或无线电波，电缆规范和连接器类型，电压水平和时序，以及物理拓扑（总线、星型、环型）。这包括电缆（铜缆、光纤）、network interface cards (网卡)、hub (集线器) 和无线传输。标准包括 Ethernet 物理标准 (10BASE-T, 100BASE-TX)、USB 和 Bluetooth 物理规范。
数据如何流经各层
发送数据时，当数据向下移动通过协议栈时，每一层都会添加自己的 header 信息（encapsulation，封装）。在接收端，当数据向上移动时，每一层都会删除其对应的 header（decapsulation，解封装）。例如，当你请求一个网页时：应用层生成 HTTP 请求，传输层添加带有端口信息的 TCP header，网络层添加带有源/目的地址的 IP header，数据链路层添加带有 MAC 地址的 Ethernet header，最后物理层传输实际的比特。
OSI 与 TCP/IP 模型对比
在实践中，TCP/IP model（包含四层：Application, Transport, Internet, 和 Network Access）在实际实现中更常用，因为它反映了 Internet 的实际工作方式。然而，OSI 模型作为一个教学工具和参考框架仍然极具价值，因为它具有清晰的职责分离和对网络概念的全面覆盖。
实际意义
理解 OSI 模型有助于你系统地排查网络问题（从物理连接开始向上排查），了解不同协议如何交互，设计网络架构，并使用标准化术语与其他 IT 专业人员进行有效沟通。在排查故障时，你可能会检查：电缆插好了吗？（第 1 层），交换机是否在转发流量？（第 2 层），路由配置正确吗？（第 3 层），以此类推。
OSI 模型为讨论网络概念提供了一种通用语言，仍然是网络教育和专业实践的基石。