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1-7 OSI 參考模型
早期通訊協定的制定，各廠商依照自己環境需求而建構，不同廠家之間的電腦網路無法相互連接，我們稱之為『封閉系統』（Closed System）。隨著電腦的普及化，封閉式的通訊協定漸漸失去競爭力，制定國際化的標準協定就有其必要性。雖然目前網路上的通訊應用程式並非完全都依照國際標準協定製作（甚至 OSI 通訊協定標準已漸漸被市場淘汰），各廠商會依照自己所提供的服務功能製作不同的協定。但網路廠商皆以 OSI 通訊協定的架構作為參考模型，也按照各層次的功能為標準來製作。因此，在不同的通訊協定之間連結還不至於太困難，各廠商的電腦網路依然都能連結並互相通訊。 『國際標準組織』 (International Standards Organization, ISO)在 1978 年制定『開放式系統連結』 (Open Systems Interconnection, OSI)，當 ISO 制定 OSI 標準時，主要依照下列原則來制定： (1) 層次不可太多。太多層次的結構在整合工作上較複雜且較困難，會產生許多不需要的工作負荷（Overhead）。 (2) 層次不可太少。如果層次太少，那麼各個層次間的功能便非常難區分，也失去階層性的意義。 (3) 將相同功能之通訊協定規範於同一層，而且不可和其他層次相牴觸。 (4) 允許改變某一層次的功能或通訊協定而不影響其他層，也就是通訊協定的堆疊性。 (5) 每一層次之邊界只與其上一層或下一層有關。 OSI 依照上述的原則將通訊協定的功能區分為下列七個層次（如圖 1-6）： 圖 1-6 OSI 參考模型 (1) 第一層 ：『實體層』（Physical Layer）：主要是定義網路系統中實際的連線，如同軸電纜、雙絞線、光纖、無線電波等等。其中還包括定義機械、電氣實際傳輸資料的硬體設備規範，像是纜線規格、接頭尺寸、訊號電壓、資料傳輸時序...，譬如RS-232、RS-499、X.21等等。 (2) 第二層 ：『鏈路層』（Data-Link Layer）：主要是定義如何將傳輸資料分裝成資料封包格式的規格，檢查資料傳輸錯誤的方法、以及執行資料傳送中的同步化問題、錯誤控制、流量控制和鏈路管理等等，以確保經過實體層資料的可靠性及整合性，譬如 Ethernet、IBM SDLC、FDDI 等網路連結技術。 (3) 第三層 ：『網路層』（Network Layer）：主要是定義電腦之間虛擬電路的建立、維持和終止，封包交換的路徑選擇、壅塞疏通及流量控制等，並確保網路第四層以上的工作和第三層以下的實體之間傳輸、交換的技術互不相關。另外，網路層的特殊功能在於規劃路徑協定中的交換功能，譬如 IP（Internet Protocol）。 (4) 第四層 ：『傳輸層』（Transport Layer）：定義真實的發送端和接收端，亦可稱為端點對端點（End-to-End）連線技術，主要的工作是資料傳送及流程控制等等。其中包含資料封包的傳送線路、傳輸錯誤的偵測和復原、以及資料封包的重新排列，確保所有資料片段都能正確無誤地傳送完成，例如 TCP 協定。 (5) 第五層 ：『交談層』（Session Layer）：定義不同機器上使用者雙方會議的建立、維持和終止的方法。除了建立許多應用程式之間的對談（Dialogue）外，還提供了一些加強型的服務。譬如網路管理、密碼辨識、簽到簽退、網路監控、對談控制、符記管理（Token Management）及同步管理（Synchronization Management）等。 (6) 第六層 ： 『表現層』（Presentation Layer）：主要是定義應用程式和通訊軟體控制程式之間的資料格式及轉譯。譬如資料的壓縮和還原、網路安全、檔案傳送格式的轉換等等，目前更著重於資料加密和解密的工作。 (7) 第七層 ：『應用層』（Application Layer）：是 OSI 模式的最上層，主要定義使用者和通訊軟體之間的介面。最常見的形式就是一般的網路應用程式，功能包括檔案的開啟、關閉、讀取、及複製等。例如電子郵遞系統、資料庫管理系統。 OSI 通訊協定標準自 1978 年公佈後，當時大部分網路專業人士一致認為它會成為未來網路的標準，而且七個層次的架構相當類似 IBM SNA（System Network Architecture）網路的七個層次。當時 SNA 網路已在電腦市場上使用一段長的時間，因此大家對 OSI 架構更有信心，也有不少廠商生產 OSI 網路產品。但好景不常，OSI 網路要求過高，當時工業環境還不需要如此完美的網路，同時生產 OSI 網路費用也過於龐大。一般廠商還是喜歡最簡單，速度較快的 TCP/IP 網路。再加上 Unix 作業系統風行，TCP/IP 網路又不需另外購買（隨機贈送），網際網路開始製作時也架設在 TCP/IP 網路上，使 TCP/IP 網路更風行，於是 OSI 網路在商場上便漸漸褪色。 OSI 網路上所制定的七個層次可以描述出整個通訊協定應具有之功能，和實現網路的基本技術。雖然 OSI 網路不再風行，但是其架構是我們學習網路理論最完整的教材，所以我們還是以 OSI 七個層次來探討電腦網路的理論。 目前網際網路上的應用愈加廣泛，尤其在電子商務方面要求更高，既有 TCP/IP網路所提供的功能已漸感不足，必須再加入其它層次的功能，因此現今的 TCP/IP 網路所提供之功能又漸漸接近於 OSI 網路。唉！我們也可以說，不是 OSI 網路不好，而是時機不對。 |
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