OSI七層示例圖：
OSI七層和TCP/IP五層以及對應網絡設備對比示例圖
物理層
在OSI參考模型中，物理層（Physical Layer）是參考模型的最低層，也是OSI模型的第一層。
物理層的主要功能是：利用傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接，實現比特流的透明傳輸。
物理層的作用是實現相鄰計算機節點之間比特流的透明傳送，儘可能屏蔽掉具體傳輸介質和物理設備的差異。使其上面的數據鏈路層不必考慮網絡的具體傳輸介質是什麼。「透明傳送比特流」表示經實際電路傳送後的比特流沒有發生變化，對傳送的比特流來說，這個電路好像是看不見的。
數據鏈路層
數據鏈路層（Data Link Layer）是OSI模型的第二層，負責建立和管理節點間的鏈路。該層的主要功能是：通過各種控制協議，將有差錯的物理信道變為無差錯的、能可靠傳輸數據幀的數據鏈路。
在計算機網絡中由於各種幹擾的存在，物理鏈路是不可靠的。因此，這一層的主要功能是在物理層提供的比特流的基礎上，通過差錯控制、流量控制方法，使有差錯的物理線路變為無差錯的數據鏈路，即提供可靠的通過物理介質傳輸數據的方法。
該層通常又被分為介質訪問控制（MAC）和邏輯鏈路控制（LLC）兩個子層。
MAC子層的主要任務是解決共享型網絡中多用戶對信道競爭的問題，完成網絡介質的訪問控制；
LLC子層的主要任務是建立和維護網絡連接，執行差錯校驗、流量控制和鏈路控制。
數據鏈路層的具體工作是接收來自物理層的位流形式的數據，並封裝成幀，傳送到上一層；同樣，也將來自上層的數據幀，拆裝為位流形式的數據轉發到物理層；並且，還負責處理接收端發回的確認幀的信息，以便提供可靠的數據傳輸。
網絡層
網絡層（Network Layer）是OSI模型的第三層，它是OSI參考模型中最複雜的一層，也是通信子網的最高一層。它在下兩層的基礎上向資源子網提供服務。其主要任務是：通過路由選擇算法，為報文或分組通過通信子網選擇最適當的路徑。該層控制數據鏈路層與傳輸層之間的信息轉發，建立、維持和終止網絡的連接。具體地說，數據鏈路層的數據在這一層被轉換為數據包，然後通過路徑選擇、分段組合、順序、進/出路由等控制，將信息從一個網絡設備傳送到另一個網絡設備。
一般地，數據鏈路層是解決同一網絡內節點之間的通信，而網絡層主要解決不同子網間的通信。例如在廣域網之間通信時，必然會遇到路由（即兩節點間可能有多條路徑）選擇問題。
在實現網絡層功能時，需要解決的主要問題如下：
尋址：數據鏈路層中使用的物理地址（如MAC地址）僅解決網絡內部的尋址問題。在不同子網之間通信時，為了識別和找到網絡中的設備，每一子網中的設備都會被分配一個唯一的地址。由於各子網使用的物理技術可能不同，因此這個地址應當是邏輯地址（如IP位址）。
交換：規定不同的信息交換方式。常見的交換技術有：線路交換技術和存儲轉發技術，後者又包括報文交換技術和分組交換技術。
路由算法：當源節點和目的節點之間存在多條路徑時，本層可以根據路由算法，通過網絡為數據分組選擇最佳路徑，並將信息從最合適的路徑由發送端傳送到接收端。
連接服務：與數據鏈路層流量控制不同的是，前者控制的是網絡相鄰節點間的流量，後者控制的是從源節點到目的節點間的流量。其目的在於防止阻塞，並進行差錯檢測。
傳輸層
OSI下3層的主要任務是數據通信，上3層的任務是數據處理。而傳輸層（Transport Layer）是OSI模型的第4層。因此該層是通信子網和資源子網的接口和橋梁，起到承上啟下的作用。
該層的主要任務是：向用戶提供可靠的端到端的差錯和流量控制，保證報文的正確傳輸。傳輸層的作用是向高層屏蔽下層數據通信的細節，即向用戶透明地傳送報文。該層常見的協議：TCP/IP中的TCP協議、Novell網絡中的SPX協議和微軟的NetBIOS/NetBEUI協議。
傳輸層提供會話層和網絡層之間的傳輸服務，這種服務從會話層獲得數據，並在必要時，對數據進行分割。然後，傳輸層將數據傳遞到網絡層，並確保數據能正確無誤地傳送到網絡層。因此，傳輸層負責提供兩節點之間數據的可靠傳送，當兩節點的聯繫確定之後，傳輸層則負責監督工作。綜上，傳輸層的主要功能如下：
傳輸連接管理：提供建立、維護和拆除傳輸連接的功能。傳輸層在網絡層的基礎上為高層提供「面向連接」和「面向無接連」的兩種服務。
處理傳輸差錯：提供可靠的「面向連接」和不太可靠的「面向無連接」的數據傳輸服務、差錯控制和流量控制。在提供「面向連接」服務時，通過這一層傳輸的數據將由目標設備確認，如果在指定的時間內未收到確認信息，數據將被重發。
監控服務質量。
會話層
會話層（Session Layer）是OSI模型的第5層，是用戶應用程式和網絡之間的接口，主要任務是：向兩個實體的表示層提供建立和使用連接的方法。將不同實體之間的表示層的連接稱為會話。因此會話層的任務就是組織和協調兩個會話進程之間的通信，並對數據交換進行管理。
用戶可以按照半雙工、單工和全雙工的方式建立會話。當建立會話時，用戶必須提供他們想要連接的遠程地址。而這些地址與MAC（介質訪問控制子層）地址或網絡層的邏輯地址不同，它們是為用戶專門設計的，更便於用戶記憶。域名（DN）就是一種網絡上使用的遠程地址例如：www.3721.com就是一個域名。會話層的具體功能如下：
會話管理：允許用戶在兩個實體設備之間建立、維持和終止會話，並支持它們之間的數據交換。例如提供單方向會話或雙向同時會話，並管理會話中的發送順序，以及會話所佔用時間的長短。
會話流量控制：提供會話流量控制和交叉會話功能。
尋址：使用遠程地址建立會話連接。l
出錯控制：從邏輯上講會話層主要負責數據交換的建立、保持和終止，但實際的工作卻是接收來自傳輸層的數據，並負責糾正錯誤。會話控制和遠程過程調用均屬於這一層的功能。但應注意，此層檢查的錯誤不是通信介質的錯誤，而是磁碟空間、印表機缺紙等類型的高級錯誤。
表示層
表示層（Presentation Layer）是OSI模型的第六層，它對來自應用層的命令和數據進行解釋，對各種語法賦予相應的含義，並按照一定的格式傳送給會話層。其主要功能是「處理用戶信息的表示問題，如編碼、數據格式轉換和加密解密」等。表示層的具體功能如下：
數據格式處理：協商和建立數據交換的格式，解決各應用程式之間在數據格式表示上的差異。
數據的編碼：處理字符集和數字的轉換。例如由於用戶程序中的數據類型（整型或實型、有符號或無符號等）、用戶標識等都可以有不同的表示方式，因此，在設備之間需要具有在不同字符集或格式之間轉換的功能。
壓縮和解壓縮：為了減少數據的傳輸量，這一層還負責數據的壓縮與恢復。
數據的加密和解密：可以提高網絡的安全性。
應用層
應用層（Application Layer）是OSI參考模型的最高層，它是計算機用戶，以及各種應用程式和網絡之間的接口，其功能是直接向用戶提供服務，完成用戶希望在網絡上完成的各種工作。它在其他6層工作的基礎上，負責完成網絡中應用程式與網絡作業系統之間的聯繫，建立與結束使用者之間的聯繫，並完成網絡用戶提出的各種網絡服務及應用所需的監督、管理和服務等各種協議。此外，該層還負責協調各個應用程式間的工作。
應用層為用戶提供的服務和協議有：文件服務、目錄服務、文件傳輸服務（FTP）、遠程登錄服務（Telnet）、電子郵件服務（E-mail）、列印服務、安全服務、網絡管理服務、資料庫服務等。上述的各種網絡服務由該層的不同應用協議和程序完成，不同的網絡作業系統之間在功能、界面、實現技術、對硬體的支持、安全可靠性以及具有的各種應用程式接口等各個方面的差異是很大的。應用層的主要功能如下：
用戶接口：應用層是用戶與網絡，以及應用程式與網絡間的直接接口，使得用戶能夠與網絡進行交互式聯繫。
實現各種服務：該層具有的各種應用程式可以完成和實現用戶請求的各種服務。
TCP/IP傳輸HTTP數據包流程圖，加包和解包流程
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