OSI模型是国际标准化组织在1980年12月发表的第一个开放系统互连参考模型（Open Systems Interconnection/Reference Model，OSI/RM）的建议书中提出的。1983年它被正式批准为国际标准，即著名的ISO 7498国际标准。通常人们也将它称为OSI参考模型，并记为OSI/RM，有时简称为OSI。我国相应的国家标准是GB/T 9387—1995～1998。
在参考模型中，每个实体和另一个系统的同等实体按协议进行通信；而一个系统中上下层之间的通信通过接口进行，并用服务访问点SAP来定义接口。
OSI/RM模型将网络结构划分为7层，自下而上分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。对每一层均规定有具体的功能，并对相邻层之间的关系也作了界定。
以下对这7层分别作简要介绍。
1.物理层（Physical Layer）
物理层是OSI网络模型的最底层，规定了不同种类传输设备、传输媒介如何将数字信号从一端传送到另一端，而不管传送的是什么数据，是建立网络的物质基础。但具体的物理媒体并不在OSI的7层之内。有人把物理媒体当做第0层，因为它的位置处在物理层的下面。
物理层的功能是与物理媒体配合构建通信信道，负责站点间的物理连接及实际的信号传输，以便透明地传送比特流。在物理层上所传数据的单位是比特。这里的“透明”含义是，某个实际的物体看起来好像没有一样。“透明地传送比特流”则表示经实际电路传送，比特流没有变化，即“比特流”看不见这个电路。
物理层定义了为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性。具体涉及接口规格、“0”、“1”信号的表示及其特性、收发双方的协调等内容。本章第2节讨论的基本上都是物理层要处理的问题及可能采取的解决方案。
物理层的这些规定要使用相关标准或协议予以协调，它的标准或协议早在OSI/TC97/C16分技术委员会成立之前就已制定并在执行了。例如，RS-232C、RS-422A、RS-485及FDDI等。而OSI也制定了一些标准并采用了一些已有的成果。其中一些重要的标准如下：
ISO 2110称为“数据通信——25芯DTE/DCE接口连接器和插针分配”。它与EIA（美国电子工业协会）的“RS-232-C”标准基本兼容。
ISO 2593称为“数据通信——34芯DTE/DCE——接口连接器和插针分配”。
ISO 4092称为“数据通信——37芯DTE/DEC——接口连接器和插针分配”。与EIA的“RS-449”标准兼容。
CCITTV.24称为“数据终端设备（DTE）和数据电路终接设备之间的接口电路定义表”。其功能与EIARS-232-C及RS-449兼容于100序列线上。
物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。各种粗、细同轴电缆、T型接、插头，接收器，发送器，中继器等都属物理层的媒体和连接器。其常用的设备还有重复器（Repeater）、集线器（Hub）、编码解码器、传输介质连接器等，这些可用以信号转发和增强。
2.数据链路层（DataLink Layer）
数据链路层建立在物理层之上，并为网络层提供数据传送服务。站点间建立物理连接，只是为通信创造物质条件。而进行通信，一般还有建立通信联络、数据传送，然后拆除通信联络这些过程。数据链路层的功能就是针对这些过程，组织帧、进行帧差错检查及控制数据传送流量，确保直接相连站点之间数据尽可能地可靠传输。
帧是数据传送的逻辑单位。每一帧一般包含有同步信息、地址信息、所传送数据以及差错控制信息。有的还有流量控制信息。
在传送数据时，若接收站点检测到所传数据中有差错，如需要及可能，还要通知发方重发这一帧，直到这一帧正确无误地到达接收站点为止。流量控制是控制发送方是否继续发送或停止发送。目的是确保接收方能正确处理所接收到的数据，而不致丢失。这样，链路层就把一条有可能出差错的实际链路转变成让网络层向下看起来好像是一条尽可能不出差错的链路。
数据链路层的常用标准主要有：
1）ISO 1745—1975“信息处理 数据通信系统基本模式控制程序”，是一种面向字符的标准。它与ISO 1155、ISO 1177、ISO 2626和ISO 2629等标准配合，可形成多种链路控制和数据传输方式。
2）ISO 3309—1984（HDLC帧结构）、ISO 4335—1984（HDLC规程要素）和ISO7809—1984（HDLC规程类型汇编），都是面向比特的标准，把这三者组合也称为HDLC（高级链路控制规程）。
3）ISO 7776称为“DTE数据链路层规程”。它与CCITXX.25LAB“平衡型链路访问规程”兼容。
4）LAN驱动程序和访问方式。
6）Microsoft的网络驱动程序接口规范（NDIS）。
7）Novell的开放数据链路接口（ODI）。
3.网络层（Network Layer）
网络层建立在数据链路层之上，主要功能就是寻址，选择合适的路由（传输路径），使发送站点的数据能够正确无误地按照地址找到目的站点，并交付给目的站。
之所以要处理路由是因为在网络中，通信双方可能不在同一个网络，或不在两个邻接的网络。可能要经过许多个不同网络的站点和链路才能建立网络通信通道。这样，当一个数据从发送端发送到接收端接收，就可能要经过多个其他网络站点。这些站点只是先暂时存储“路过”的数据，然后根据网络的状况选择下一个站点，再将数据分组发给它，直到把数据发送到接收方为止。
如果仅仅是单一网络，没有网络互连，这一层可以没有。
网络层的常用标准主要有：
1）ISO.DIS8208，称为“DTE用的X.25分组级协议”。
2）ISO.DIS8348称为“CO网络服务定义”（面向连接）。
3）ISO.DIS8349称为“CL网络服务定义”（面向无连接）。
4）ISO.DIS8473称为“CL网络协议”。
5）ISO.DIS8348，称为“网络层寻址”。
6）因特网协议（IP）。
7）Novell的网间分组交换（IPX）。
8）Banyan的VINES网间互联协议（VIP）。
此外还有一些标准大多只是规定网络层的部分功能。因此往往要在网络层同时使用几个标准，并根据网络的不同而作不同的组合。
网络层的常用硬件设备主要有网关和路由器。(www.xing528.com)
物理层、数据链路层及网络层主要功能是处理数据通信。它们三者合称为OSI模型的通信子网。
4.传输层（Transfer Layer）
这一层有几个译名，如传送层、运输层或转送层。信息的传送单位是报文。当报文较长时，先要把它分割成好几个分组，然后交给下一层（网络层）进行传输。
传输层的功能是在网络层及以下各层提供的网络通信通道上，根据通信子网的特性最佳地利用网络资源，并以可靠和经济的方式，向用户提供可靠的端到端（End-to-End）数据传输服务。它要确保数据传输无差错、不丢失或重复，并能按次序传输。
它屏蔽了会话层，使它看不见运输层以下的数据通信的细节。在通信子网中没有运输层。运输层只能存在于端系统（即主机）之中。运输层以上的各层就不再管信息传输的问题了。正因为如此，运输层就成为计算机、PLC网络体系结构中最为关键的一层。
典型传输层常见的标准有TCP协议（即ISO 8072），也称为“面向连接的传输服务定义”及UDP协议（即ISO 8072），也称为“面向连接的传输协议规范”。
5.会话层（Session Layer）
这一层也称为会晤层或对话层。在会话层及以上的更高层次中，数据传送的单位没有另外再取名字，一般都可称为报文。
会话层的主要功能是协调、同步对话。包括会话的初始化、执行及终止。
它虽然不参与具体的数据传输，但它却对数据传输进行管理。会话层在两个互相通信的应用进程之间，建立、组织和协调其交互（Interaction）。例如，确定是双工工作（每一方同时发送和接收），还是半双工工作（每一方交替发送和接收）。当发生意外时（如已建立的连接突然断了），要确定在重新恢复会话时应从何处开始。
会话层常见的标准主要有DIS8236（会话服务定义）和DIS8237（会话协议规范）等。
6.表示层（Presentation Layer）
表示层要处理通信信息的表示问题，要为异种机通信提供一种公共语言，以便能进行互操作。因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同。例如，IBM主机使用EBCDIC编码，而大部分PC使用的是ASCII码。在这种情况下，便需要会话层来完成这种转换。具体讲表示层的主要功能为数据翻译；编码和字符集转换；格式化；修改数据的格式；语法选择；对所用变换的初始选择和随后修改。如果需要，还要负责数据的加密、解密，数据的压缩与恢复。
对于数据，可以从两个侧面分析，一个是数据含义，即语义，另一个是数据的表示形式，即语法。像文字、图形、声音、文种、压缩、加密等都属于语法范畴。表示层设计了3类15种功能单位，其中上下文管理功能单位的作用就是沟通用户间的数据编码规则，以便双方有一致的数据形式，能够互相认识。ISO表示层为服务、协议、文本通信符制定了DP8822，DP8823，DIS6937/2等一系列标准。
7.应用层（Application Layer）
应用层是OSI参考模型中的最高层，直接为应用进程提供服务。其作用是负责用户信息的语义表示，并在两个通信者之间进行语义匹配，进行一些语义上有意义的信息交换。它要在实现多个系统应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务。其服务元素分为两类：公共应用服务元素CASE和特定应用服务元素SASE。
CASE提供最基本的服务，它成为应用层中任何用户和任何服务元素的用户，主要为应用进程通信和分布系统实现提供基本的控制机制。
特定服务SASE则要满足一些特定服务，如文件传送，访问管理，作业传送，银行事务，订单输入等。这些将涉及虚拟终端，作业传送与操作，文件传送及访问管理，远程数据库访问，图形核心系统，开放系统互连管理等。
应用层的常用的标准主要有：
1）DP8649，公用应用服务元素。
2）DP8650，公用应用服务元素用协议，文件传送、访问和管理服务协议。
3）虚拟终止。
4）文件传输访问和管理（FTAM）。
5）分布式事务处理（DTP）。
6）信报处理系统（X.400）。
7）目录服务（X.500）。
这7层只是功能的划分，除物理层之外，不同站点的对等层之间没有物理联系，只是虚拟通信。该模型通信示意图如图1-30所示，其中虚线表示站点间虚拟通信。在同层间，虽然可进行信息交换，但只能是间接的。只有物理层才存在实际的通信。
在模型中，通信双方对等层之间交换数据的单元称协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）。其中，每个层都要依靠它的下一层提供的服务。为此，下层都是把上层的PDU划小（必要时），并加上头部（和尾部）进行封装。加上头部的目的是增加数据传输所需要的信息。所以，发送数据，数据自上向下传递的过程，实际就是不断封装的过程。而到达对方后，数据从下向上传递，则是不断拆封、组合的过程。
图1-31所示为源计算机A的应用层把信件MA7传输给目标计算机B的具体过程。它首先通过层间接口传给表示层。表示层对MA7作处理后，得到新信件MA6，再送会话层，逐层下传，每层都进行相应操作，生成新的PDU。
图1-30 OSI参考模型示意
图1-31 ISO推荐模型通信实际过程
从图知，高层的信息单元少，而越下层越多，但每单个的PDU的信息容量少了。这主要是受信息缓冲器容量的限制及考虑到网络的效率。如图所示，在传输层，它把MA5分成M1、M2两个单元。传输层的信息单元称包（Packet）。在网络层，再加上本层的控制信号H3后再传给链路层。链路层的信息单元称为帧（Frame），容量更小。到了物理层才把一帧帧的信息按位传给计算机B。
在计算机B，其过程正好与计算机A相反。
如果在相同的层间进行虚拟通信，其过程也类似。只是不从最高层开始，而是从该层开始。有了这7层，并按此作软、硬件配置，不同厂家的计算机、PLC等实现连网就有可能了。
为了对OSI有更简明的理解，表1-9给出了两个主机用户A与B对应各层之间的通信联系以及各层操作的简单含义。
表1-9 主机间通信以及各层操作的简单含义
这7层模型虽较完善，但比较复杂。所以，至今只是参考，还没有一个实际网络完全按这个模型构建。
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