参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系，一般称为OSI参考模型或七层模型。

七层模型主要分为：

应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层

每一层都向上层提供服务，并接受下层的服务，越向下越面向底层，越向上越面向用户。

物理层

为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，而提供具有机械的，电子的，功能的和规范的特性。并可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体，通信手段的不同，使数据链路层感觉不到这些差异，只考虑完成本层的协议和服务。它的传输单位是比特流，解决用户在使用时对物理传输介质建立、维持和释放问题。

物理层特性

机械特性

指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。这很像平时常见的各种规格的电源插头的尺寸都有严格的规定。（例如双绞线标准）

电气特性

物理层的电气特性规定了在物理连接上传输二进制位流时线路上信号电压高低、阻抗匹配情况、传输速率和距离的限制等。

功能特性

规定了接口信号的来源、作用以及其他信号之间的关系。即物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。物理接口信号线一般分为数据线、控制线、定时线和地线。

规程特性

定义了再信号线上进行二进制比特流传输的一组操作过程，包括各信号线的工作顺序和时序，使得比特流传输得以完成。

传输数据单位：比特流也就是所谓电流

数据链路层

数据链路层定义了在单个链路上如何传输数据，数据链路层必须具备一系列相应的功能，主要有：如何将数据组合成数据块，在数据链路层中称这种数据块为帧，帧是数据链路层的传送单位；如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以使与接收方相匹配；以及在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。

数据链路层协议又被分为两个子层：逻辑链路控制（LLC）协议和媒体访问控制（MAC）协议。

数据链路层主要有两个功能：帧编码和误差纠正控制。

帧编码

为了使传输中发生差错后只将有错的有限数据进行重发，数据链路层将比特流组合成以帧为单位传送。每个帧除了要传送的数据外，还包括校验码，以使接收方能发现传输中的差错。帧的组织结构必须设计成使接收方能够明确地从物理层收到的比特流中对其进行识别，也即能从比特流中区分出帧的起始与终止，这就是帧同步要解决的问题。

字节计数法
使用字符填充的首尾定界符法
使用比特填充的首尾标志法
违法编码法

误差纠正控制

一个实用的通信系统必须具备发现（即检测）这种差错的能力，并采取某种措施纠正之，使差错被控制在所能允许的尽可能小的范围内，这就是差错控制过程，也是数据链路层的主要功能之一。

数据链路层的主要协议有：

点对点协议（Point-to-Point Protocol);
以太网（Ethernet);
高级数据链路协议(High-Level Data Link Protocol);
帧中继（Frame Relay);
异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode);

网络层

网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。它提供的服务使传输层不需要了解网络中的数据传输和交换技术。如果您想用尽量少的词来记住网络层，那就是“路由选择、路由及逻辑寻址”。

路由选择

静态路由

静态路由选择策略不用测量也无须利用网络信息，这种策略按某种固定规则进行路由选择。其中还可分为泛射路由选择、固定路由选择和随机路由选择三种算法。

1、泛射路由选择

这是一种最简单的路由算法。一个网络节点从某条线路收到一个分组后，再向除该条线路外的所有线路重复发送收到的分组。

2、固定路由选择

这是一种使用较多的简单算法。每个网络节点存储一张表格，表格中每一项记录对应着某个目的节点或链路。

3、随机路由选择

在这种方法中，收到分组的节点，在所有与之相邻的节点中为分组随机选择一个出路节点。方法虽然简单，也较可靠，但实际路由不是最佳路由，增加了不必要的负担，而且分组传输延迟也不可预测，故此法应用不广。
动态路由节点路由选择要依靠网络当前的状态信息来决定的策略称动态路由选择策略，这种策略能较好地适应网络流量、拓扑结构的变化，有利于改善网络的性能。但由于算法复杂，会增加网络的负担，有时会因反应太快引起振荡或反应太慢不起作用。独立路由选择、集中路由选择和分布路由选择是三种动态路由选择策略的具体算法。

1、独立路由选择：在这类路由算法中，节点仅根据自己搜到的有关信息作出路由选择的决定，与其它节点不交换路由选择信息，虽然不能正确确定距离本节点较远的路由选择，但还是能较好地适应网络流量和拓扑结构的变化。

2、集中路由选择：集中路由选择也象固定路由选择一样，在每个节点上存储一张路由表。

3、分布路由选择：采用分布路由选择算法的网络，所有节点定期地与其每个相邻节点交换路由选择信息。

网络层协议

TCP/IP网络层的核心是IP协议，它是TCP/IP协议族中最主要的协议之一。IP协议非常简单，仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有：无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。与IP协议配套使用实现其功能的还有地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、因特网报文协议ICMP、因特网组管理协议IGMP。

IP地址

TCP/IP网络使用32位长度的地址以标识一台计算机和同它相连的网络，它的格式为：IP地址=网络地址+主机地址。IP地址是通过它的格式分类的，它有四种格式：A类、B类、C类、D类。

地址解析

ARP协议是“AddressResolutionProtocol”（地址解析协议）的缩写。在局域网中，网络中实际传输的是“帧”，帧里面是有目标主机的MAC地址的。在以太网中，一个主机要和另一个主机进行直接通信，必须要知道目标主机的MAC地址。

逆地址解析

网络上的每个系统都具有唯一的硬件地址，它是由网络接口生产厂家配置的。无盘系统的RARP实现过程是从接口卡上读取唯一的硬件地址，然后发送一份RARP请求（一帧在网络上广播的数据），请求某个主机响应该无盘系统的IP地址（在RARP应答中）。

因特网报文

ICMP的作用：由于IP协议的两个缺陷：没有差错控制和查询机制，因此产生了ICMP。ICMP主要是为了提高IP数据报成功交付的机会，在IP数据报传输的过程中进行差错报告和查询，比如目的主机或网络不可到达，报文被丢弃，路由阻塞，查询目的网络是否可以到达等等。

传输层

传输层是国际标准化组织提出的开放系统互连(OSI)参考模型中的第四层。

传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段，数据传送阶段，传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程。而在数据传送阶段又分为一般数据传送和加速数据传送两种形式。传输层中最为常见的两个协议分别是传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）和用户数据报协议UDP（User Datagram Protocol） [1] 。传输层提供逻辑连接的建立、传输层寻址、数据传输、传输连接释放、流量控制、拥塞控制、多路复用和解复用、崩溃恢复等服务。

在这一层，信息传送的协议数据单元称为段或报文。

报文的数据格式：

网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点，而传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口。

传输层提供了主机应用程序进程之间的端到端的服务，基本功能如下：

(1) 分割与重组数据

(2) 按端口号寻址

(3) 连接管理

(4) 差错控制和流量控制,纠错的功能

传输层要向会话层提供通信服务的可靠性，避免报文的出错、丢失、延迟时间紊乱、重复、乱序等差错。

传输层既是OSI层模型中负责数据通信的最高层，又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层，并向高层用户屏蔽通信子网的细节。

TCP与UDP

TCP

面向连接的传输协议（TCP）：数据传输之前必须先建立连接,数据传输完成之后,必须释放连接。仅支持单播传输：每条传输连接只能有两个端点，只能进行点对点的连接，不支持多播和广播的传输方式,UDP是支持的。

传输单位是数据段：每次发送的数据段不固定,受应用层传送报文大小和网络中的MTU(最大传输单元)值大小的影响。最小数据段可能仅有21个字节(其中20个字节属于TCP头部,数据部分仅1字节)。

支持全双工传输：通信双方可以同时发数据和接收数据。

TCP连接是基于字节流的：UDP是基于报文流的。

TCP是一个可以保证可靠数据传输的传输层协议，主要采用采用以下四个机制实现数据可靠性传输。

字节编号机制：TCP数据段以字节为单位对数据段的"数据"部分进行一一编号，确保每一个字节的数据都可以有序传送和接收。

数据段确认机制：每接收一个数据段都必须有接收端向发送端返回确认数据段，其中的确认号表示已经正确接收的数据段序号。

超时重传机制：TCP中有一个重传定时器(RTT)，发送一个数据段的同时也开启这个定时器，如果定时器过期之时还没有返回确认，则定时器停止,重传该数据。

选择性确认机制：(Selective ACK,SACK)/只重传缺少部分的数据，不会重传那些已经正确接收的数据。

UDP

UDP 是User Datagram Protocol的简称，中文名是用户数据报协议，是OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联）参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

UDP协议全称是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。在OSI模型中，在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都需要使用UDP协议。UDP报文分为UDP报文头和UDP数据区域两个部分。报头由源端口，目的端口，报文长度以及校验和组成。UDP适合于实时数据传输，比如语音和视频通信。相比TCP，UDP的传输效率更高，开销更小，但是无法保证数据传输可靠性。UDP头部的标识如下：

1）16位源端口号：源主机的应用程序使用的端口号。

2）16位目的端口号：目的主机的应用程序使用的端口号。

3）16位UDP长度：是指UDP头部和UDP数据的字节长度。因为UDP头部长度是8字节，所以字段的最小值为8。

4）16位UDP校验和：该字段提供了与TCP校验字段同样的功能；该字段是可选的。

传输层是整个协议层次结构的核心，是惟一负责总体数据传输和控制的一层。在OSI七层模型中传输层是负责数据通信的最高层，又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。因为网络层不一定保证服务的可靠，而用户也不能直接对通信子网加以控制，因此在网络层之上，加一层即传输层以改善传输质量。

会话层

会话层(Session)是建立在传输层之上，利用传输层提供的服务，使应用建立和维持会话，并能使会话获得同步。

⑴为会话实体间建立连接

为给两个对等会话服务用户建立一个会话连接,应该做如下几项工作.

① 将会话地址映射为运输地址. ② 选择需要的运输服务质量参数(QOS). ③ 对会话参数进行协商. ④ 识别各个会话连接. ⑤ 传送有限的透明用户数据.

⑵数据传输阶段‘

这个阶段是在两个会话用户之间实现有组织的,同步的数据传输.用户数据单元为SSDU,而协议数据单元为SPDU.会话用户之间的数据传送过程是将SSDU转变成SPDU进行的.

⑶连接释放

连接释放是通过"有序释放","废弃"，"有限量透明用户数据传送"等功能单元来释放会话连接的。

表示层

表示层位于OSI分层结构的第六层，它的主要作用之一是为异种机通信提供一种公共语言，以便能进行互操作。这种类型的服务之所以需要，是因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同。与第五层提供透明的数据运输不同，表示层是处理所有与数据表示及运输有关的问题，包括转换、加密和压缩。

在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。表示层管理数据的解密与加密，如系统口令的处理如果在Internet上查询你银行账户，使用的即是一种安全连接。你的账户数据在发送前被加密，在网络的另一端，表示层将对接收到的数据解密。除此之外，表示层协议还对图片和文件格式信息进行解码和编码。

加密分为链路加密和端到端的加密。对于表示层，参与的加密属于端到端的加密，指信息由发送端自动加密，并进入TCP/IP数据包封装，然后作为不可阅读和不可识别的数据进入互联网。到达目的地后，再自动充足解密，成为可读数据。端到端加密面向网络高层主体，不对下层协议进行信息加密，协议信息以明文进行传送，用户数据在中央节点不需解密。

应用层

网络应用层是通信用户之间的窗口，为用户提供网络管理、文件传输、事务处理等服务。其中包含了若干个独立的、用户通用的服务协议模块。网络应用层是OSI的最高层，为网络用户之间的通信提供专用的程序。应用层的内容主要取决于用户的各自需要，这一层设计的主要问题是分布数据库、分布计算技术、网络操作系统和分布操作系统、远程文件传输、电子邮件、终端电话及远程作业登录与控制等。至2011年应用层在国际上没有完整的标准，是一个范围很广的研究领域。在OSI的7个层次中，应用层是最复杂的，所包含的应用层协议也最多，有些还在研究和开发之中。

应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP、DNS等。