OSI參考模型、TCP/IP參考模型

OSI參考模型
在過去的電腦網路上，由於資料通訊系統涉及複雜的軟硬體，可是又沒有統一的標準，導致通訊軟體不僅龐大複雜，而且不易測式、修改或分享。為此，ISO(國際標準組織)發展出一套OSI參考模型(Open System Interconnection reference model, 開放系統互連參考模型)。發訊端送出的資料會沿著OSI參考模型的七個層次(layer)一路向下，然後經由資料網路(data network)抵達目的設備，再沿著參考模型的七個層次一路向上抵達收訊端，所謂的發訊端、收訊端可以是電腦、印表機、光碟機、磁碟…等。

OSI參考模型的定義相當寬鬆，它將網路的功能及運作粗略分成下列七個層次，多數的通訊協定都可以放入其中一個層次：

應用層(application layer)
位於OSI參考模型的第七層也是最上層，屬於使用者端應用程式與網路服務之間的介面，負責提供網路服務給應用程式、訊息交換、檔案傳輸、網頁瀏覽…，諸如FTP、DNS、SMTP、Telnet、POP、HTTP等通訊協定均屬於應用層。

表達層(presentation layer)
位於OSI參考模型的第六層，負責內碼轉換、加密/解密、壓縮/解壓縮等工作。

會議層(session layer)
位於OSI參考模型的第五層，負責建立、維護與切斷連線(傳輸模式有單工、半雙工、全雙工等三種)、對話控制、資料交換管理等工作，目的是控制資料收發時機，例如何時傳送資料？何時接收資料？

傳輸層(transport layer)
位於OSI參考模型的第四層，負責區段排序、錯誤控制、流量控制等工作，確保資料安全抵達收訊端的傳輸層，諸如UDP通訊協定與Internet所使用的TCP通訊協定均屬於傳輸層。

網路層(network layer)
位於OSI參考模型的第三層，負責邏輯定址(logical addressing)、路由(routing)等工作，其中邏輯定址是賦予收訊端與發訊端唯一可識別的位址；路由是考慮路徑的實際情況，然後幫封包選擇最佳路徑，如X.25通訊協定、IPX通訊協定與Internet所使用的IP通訊協定均屬於網路層。

資料連結層(data link layer)
位於OSI參考模型的第二層，負責訊框處理、實體定址(physical addressing)、錯誤控制、流量控制、媒介存取控制等工作，其中訊框處理是把從網路層接收的封包(packet)封裝成訊框(frame)；實體定址是根據實體位址找出目的設備究竟位於哪個網路的哪部電腦；媒介存取控制則決定了如何避免發生碰撞及如何解決碰撞，常見的方式有CSMA/CD、Control Token…。

實體層(physical layer)
位於OSI參考模型的第一層也是最底層，目的是讓資料透過實體的傳輸媒介傳送，負責定義網路所使用的訊號編碼、基頻傳輸或寬頻傳輸、拓樸、傳輸媒介、傳送速度、傳送距離、接頭、電壓、電流…等規格。

TCP/IP參考模型
Internet採用TCP/IP通訊協定，相較於OSI參考模型將網路的功能分成七個層次，TCP/IP參考模型則是分成下列四個層次，雖然簡化為四個層次，但它並不是去除OSI參考模型的某些層次，而是將功能類似的層次合併，包括將應用層、表達層及會議層合併為應用層，保留傳輸層和網路層，將實體層及資料連結層合併為連結層。

應用層(application layer)
這個層次負責提供網路服務給應用程式，比較知名的通訊協定有FTP(file transfer protocol, 檔案傳輸協定)、SMTP(simple mail transfer protocol, 簡易郵件傳送協定)、POP(Post office protocol, 郵件接收協定)、DNS(domain name system, 網域名稱系統)、Telnet(遠端登入)、SNMP(simple network management protocol, 簡易網路管理協定)、HTTP(hypertext transfer protocol, 超文字傳輸協定)、NNTP(network news transfer protocol)…等。

傳輸層(transport layer)
這個層次又叫做主機對主機層(host-to-host layer)，負責區段排序、錯誤控制、流量控制等工作，比較知名的通訊協定有TCP(transmission control protocol)、UDP(user datagram protocol)。

網路層(network layer)
這個層次又叫做網際網路層(Internet layer)，負責定址與路由等工作，而且資料是以資料元(datagram)為單位，比較知名的通訊協定有IP(Internet protocol)。

連結層(link layer)
這個層次又叫做網路介面層(network interface layer)，負責與硬體溝通，雖然沒有定義任何通訊協定，但基本上，它支援所有標準的通訊協定。

雖然TCP/IP參考模型的定義沒有OSI參考模型嚴謹，但簡化為四個層次卻使得它的處理效率較佳，而且它的結構簡潔易懂，反而比OSI參考模型還受歡迎。