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網路概論系列 第 3

iT鐵人賽 DAY3:OSI七層模型

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OSI(Open Systems Interconnection)模型是國際標準化組織(ISO)提出的一種網路通信模型,它將網路通信過程分為七個層次,每一層都有其特定的功能和任務。這七層從下至上分別是:

  1. 實體層(Physical Layer)
    功能:負責實際的硬體連接和數據傳輸,是網路通信的基礎。實體層處理的是物理介質上的比特流傳輸,定義了設備之間如何通過電纜、光纖、無線電波等方式傳輸原始數據。它規範了介質的規格、電壓、時間間隔等。
    範例:網路接口卡(NIC)、電纜(如光纖、銅線)、信號傳輸。
  2. 鏈結層(Data Link Layer)
    功能:負責將數據幀傳輸到物理層,並處理物理層提供的錯誤檢測和修正。資料鏈路層確保數據能夠正確地在相鄰節點之間傳輸,它還會將數據封裝成幀(Frames),並控制對媒介的存取。
    範例:MAC地址、乙太網(Ethernet)、無線局域網(Wi-Fi)、交換機。
  3. 網路層(Network Layer)
    功能:負責數據包的路由選擇和傳輸,確保數據可以從源端到達目的地,無論它們是否位於同一網路。網路層管理網路地址(如IP地址),並使用路由算法決定數據的最佳傳輸路徑。
    範例:IP地址、路由器、ICMP(網際控制消息協定)。
  4. 傳輸層(Transport Layer)
    功能:負責端到端的通信,確保數據完整且可靠地在兩個系統之間傳輸。傳輸層可以提供錯誤檢測、數據流量控制和重傳機制,常見的協議有TCP(可靠的傳輸)和UDP(不可靠但快速的傳輸)。
    範例:TCP(傳輸控制協定)、UDP(用戶資料報協定)、流量控制、數據分段與重組。
  5. 會議層(Session Layer)
    功能:負責建立、管理和終止通信會話,確保兩個應用程序之間的持續交互。會議層提供對話控制、數據同步和恢復點,使通信過程能夠高效地進行,即使通信過程中發生錯誤,也能夠恢復到先前狀態。
    範例:RTP(實時傳輸協定)、NetBIOS、檔案傳輸會話。
  6. 表達層(Presentation Layer)
    功能:負責數據的格式轉換和加解密。表示層將高層應用程序使用的數據格式轉換為傳輸層所需的格式,並且在傳輸過程中處理數據的編碼、解碼、加密和解密,確保不同系統之間的數據可以互相理解。
    範例:加密(如SSL/TLS)、數據壓縮、字節序轉換(如大端序和小端序之間的轉換)。
  7. 應用層(Application Layer)
    功能:直接面向用戶,負責提供網路服務並與應用程序交互。應用層為用戶提供了使用網路的接口,如電子郵件、文件傳輸和網頁瀏覽等,這一層確保了應用程序能夠與網路通信。
    範例:HTTP、FTP、SMTP、DNS、POP3、IMAP。
    OSI 七層模型總結
    OSI 模型提供了網路通信的結構化框架,將複雜的通信過程分解為七個相對獨立的層級。每一層都只處理特定範疇的功能,同時與相鄰層協同工作,最終實現網路通信。這種分層結構使得不同技術和協議能夠更靈活地互相結合,並且有助於問題排查和技術發展。

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