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OSI/RM最初是用来作为开发网络通信协议族的一个工业参考标准，随着各个层上使用的协议国际标准化而发展。严格遵守OSI/RM，不同的网络技术之间可以轻而易举地实现互操作。整个OSI/RM模型共分7层，从下往上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。当接收数据时，数据是自下而上传输；当发送数据时，数据是自上而下传输。七层的主要功能如下表所示。
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在网络数据通信的过程中，每一层要完成特定的任务。当传输数据的时候，每一层接收上一层格式化后的数据，对数据进行操作，然后把它传给下一层。当接收数据的时候，每一层接收下一层传过来的数据，对数据进行解包，然后把它传给上一层。从而实现对等层之间的逻辑通信。OSI/RM并未确切描述用于各层的协议和服务，它只是说明了每一层该做些什么。
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物理层是OSI/RM的最低层，提供原始物理通路，规定处理与物理传输介质有关的机械、电气特性和接口。物理层建立在物理介质上（而不是逻辑上的协议和会话），主要任务是确定与传输媒体接口相关的一些特性，即机械特性、电气特性、功能特性以及规程特性。涉及电缆、物理端口和附属设备。双绞线、同轴电缆、接线设备（如网卡等）、RJ-45接口、串口和并口等在网络中都是工作在这个层次的。物理层数据交换单位为二进制位（bit，b），因此要定义传输中的信号电平大小、连接设备的开关尺寸、时钟频率、通信编码、同步方式等。
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数据链路层的任务是把原始不可靠的物理层连接变成无差错的数据通道，并解决多用户竞争，使之对网络层显现为一条可靠的链路，加强了物理层传送原始位的功能。该层的传输单位是帧。通过在帧的前面和后面附加上特殊的二进制编码模式来产生和识别帧边界。数据链路层可使用的协议有SLIP（Serial Line Internet Protocol，串行线路网际协议）、PPP（Point to Point Protocol，点对点协议）、X.25和帧中继等。常见的集线器和低档的交换机等网络设备都是工作在这个层次上的，Modem之类的拨号设备也是工作在这一层次上的。任何网络中数据链路层都是必不可少的，相对于高层而言，此层所有的服务协议都比较成熟。
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网络层将数据分成一定长度的分组，负责路由（通信子网到目标路径）的选择。以数据链路层提供的无差错传输为基础，为实现源和目标设备之间的通信而建立、维持和终止网络连接，并通过网络连接交换网络服务数据单元。它主要解决数据传输单元分组在通信子网中的路由选择、拥塞控制以及多个网络互联的问题，通常提供数据报服务和虚电路服务。网络层建立网络连接为传输层提供服务。在具有开放特性的网络中，数据终端设备都要配置网络层的功能，主要有网关和路由器。
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传输层既是七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最高三层之间的中间层，解决的是数据在网络之间的传输质量问题，它属于较高层次。传输层用于提高网络层服务质量，提供可靠的端到端的数据传输，如常说的QoS（Quality of Service，服务质量）就是这一层的主要服务。这一层主要涉及的是网络传输协议，它提供的是一套网络数据传输标准，如TCP协议。本层可在传送数据之前建立连接，并依照连接建立时协商的方式进行可信赖的资料传送服务。若传输层发现收到的包有误、或送出的包未收到对方的认可，则可继续尝试数次，直到正确收到或送出包，或是在尝试数次失败之后向上层报告传送错误的信息。简而言之，传输层能检测及修正传输过程中的错误。
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传输层反映并扩展了网络层子系统的服务功能，并通过传输层地址提供给高层用户传输数据的通信端口，使系统间高层资源的共享不必考虑数据通信方面的问题。本层的最终目标是为用户提供有效、可靠和价格合理的服务。
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会话层利用传输层提供的端到端数据传输服务，具体实施服务请求者与服务提供者之间的通信，属于进程间通信范畴。管理不同主机进程间的对话，主要针对远程终端访问。会话层使用校验点可使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信。这种能力对于传送大的文件极为重要。会话层，表示层，应用层构成开放系统的高3层，面对应用进程提供分布处理，会话管理，信息表示，恢复最后的差错等。通常，会话层提供服务需要建立连接、数据传输、释放连接等三个阶段。会话层是最薄的层，常被省略。
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表示层处理系统间用户信息的语法表达形式。每台计算机可能有它自己表示数据的内部方法，需要协定和转换来保证不同的计算机可以彼此理解。
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应用层是OSI/RM的最高层，是直接面向用户的一层，是计算机网络与最终用户间的界面。应用层包含用户应用程序执行通信任务所需要的协议和功能，如电子邮件和文件传输等，在这一层中FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）、SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议）、POP（Post Office Protocol，邮局协议）等协议得到了充分应用。
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在实际情况中，常把会话层和表示层归入应用层，成为五层简化的OSI/RM。
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