實體層Physical Layer

    實體層負責信號的傳遞，由于信號的本身是一種物理特性，經過量化以后用來代表資料，所以信號本身有其涵義，而信號的傳遞，實際上就是一連串資料位的傳遞。

    在數學上的信號是一個時間為定義域的函數，其大小隨著時間的改變而改。若根據函數的連續性來區分，信號可以分別為模擬信號和數字信號兩種。模擬信號為連續函數，數字信號則為不連續函數，也就是離散函數。

    傳輸媒體指的傳遞信號的介質，各種媒體都有其優點和適用時機。直接攜帶磁帶或磁盤來傳輸資料，雖然有其實用性，但卻缺乏實時的反應能力。雙絞線，同軸電纜，和光纖這一系列的實體線路雖然具備實時的處理能力，但布線時卻又輕易受地形的限制。至于無線傳輸則是以空氣作為傳輸的介質，雖然可以省掉布線的困擾，但是卻輕易受天候影響。通信衛星必須發射進入同步軌道，其涵蓋范圍最廣，大約是地球表面的四分之一，地面上的站臺則以天線來配合發送和接收等動作。

    不同種類的信號其傳輸方式也不同，模擬傳輸使用調變技術來將資料的意義融入信號中，數字傳輸則以編碼的方式來付予信號相當的意義。模擬信號行經放大器的時候，除了將信號放大以外，也將挾雜其間的噪聲放大了，所以每次次放大都會累積一些噪聲，次數多了以后輕易導致錯誤。數字傳輸則沒有這種困擾，有于數字信號的準位非常分明（不是0就是1），很輕易區分，所以當數字信號行經接器的時候，不但可以將信號恢復到原來的準位，而且還可以過濾掉噪聲，所以數字傳輸的錯誤率總是些模擬傳輸低。

    多任務技術是為了避免頻寬的浪費，當資料行經某些高速段落的時候，可以將多個低速的信號合并成一個高速信號來可以傳輸，之后再將這個高速信號還原成原來個別的低速信號。現在的多任務技術有分時多任務和頻多任務兩種，分時多任務是以輪流分配使用時段的方式來達到多任務的目的，分類多任務則是以劃分頻寬的方式來達到多任務的目的。

    交換的技術被用于計算機網絡的線路轉接，最常用的交換技術有電路交換，分封交換，和信息交換三種。電路交換在傳送之前先建立一條專用的路徑，所有封包的傳遞都使用這條路徑。分封交換采用先儲存再轉送的方法，逐步將封包送往目的地，在傳送之前不預設任何路徑，所以各個封包所走的路徑未必相同。信息交換也是采用先儲存再轉送的方法，逐步將資料送到目的地。但因傳送的時候以整份訊息為單位，所以整份信息都行經同一路徑。

    數據鏈結層 Data Link Layer

    數據鏈結層的主要功能在相鄰的主機之間建立一條既可靠又有效率的聯機。因為實體層的功能只是單純的信號傳遞，沒有任何資料框的概念。所以到了數據鏈結層以后，必需這些位資料分段加框，形成資料單元，并配合流量和錯誤的管制措施，以確保傳輸的正確性。

    除了人為因素外，噪聲的干擾是造成傳輸錯誤的主要原因。噪聲可分為四種，分別為熱噪聲、互相調變噪聲、串音噪聲和脈沖噪聲。

    數據鏈結層有三種運作模式，分別為"無需認可的非連接導向模式"、"需認可的非連接導向模式"和"連接導向模式".

    由于實體層在數據的傳遞上并沒有框的概念，所以接收端所收到的資料并未必就是正確的，可能比原來的資料多、或少、或甚至收不到資料。資料加框的目的便是為了偵測出這些錯誤情況，并加以更正。

    錯誤的管制包括錯誤偵測和回復兩個步驟，一般是先找出錯誤的所在，再加以更正。

    網絡層Network Layer

    從發送端主機送出資料開始，網絡層就開始引導這些資料穿越各個中間網絡，最后到達接收端主機，所以網絡層負責的是收、送兩端點主之間整條路徑的通信行為，主要功能包括命名、尋址、路徑選擇和擁塞管制。

    命名的理由是為了應用上的方便，我們常會為網絡上的各個主機取一個有意義的名字，以方便記憶，必要時還可以讓一個主機同時擁有幾個別名，以應付更復雜的應用環境。尋址的功能則是為了確定各個主機的正確位置，在實際傳輸時候，只知道收、送兩端主機的名稱是不夠的，一定要知道該主機的確切地址，才能正確資料的流向，通常主機名稱和地址之間是以對照表的方式來相互查詢。

    路徑選擇是在各個資料封包的流向掌舵，負責引導資料封包穿越各個中間網絡，最后到達目的。常用的路徑選擇法有洪流法，伸展樹路徑先折法，靜態路徑選擇法，貝爾曼福特法，焊階層是路徑選擇法。

    擁塞管制主要是在疏通流量，并且引導封包避開擁塞的路徑，以避免資料回堵，確保傳輸的效率。死結是擁塞的一個特例，通常是由于互動的雙方都在等候對方做出響應，才能繼續進行未完的工作，所以造成了死結。如何避免死結，也是網絡層的工作之一。

    傳輸層Transport Layer

    當網絡層把各個封包導引到接收端主以后，須要傳輸層來將各個封包重組回來的信息。所以傳輸層的通信行為與網絡層類似，也是負責在收、送兩個端點主機之間傳輸資料，只是傳輸層的通信協議資料單元（TPDU）是整份訊息而不是分段處理以后的各個封包。

    傳輸層的主要功能有分段處理、重新編號、流量管制和多任務處理。分段處理指將傳輸層的通信協議資料單元分割成網絡層通信協議資料單元，也就將一份訊息分封成各個封包。重新編號指的是將屬于同一份訊息的各個封包重新加上依序列的編號，以便接收端能重組回來的信息。流量管制則是在協調收、送的速度，以避免發送速度太快，導致接收端來不及接收的問題。多任務處理是指傳輸層聯機的多任務情形，當一網絡層聯機的速度夠快，且足提供多個傳輸層聯機使用的時候，可以經由多任務處理這些傳輸層聯機導入一個網絡層聯機。

    傳輸層的運作模式，可以為連接導向和非連接導向兩種運作模式。非連接導向傳輸的特征是在傳送資料之前不需要建立聯機。當傳輸層要通過網絡層送出封包的時候，先由發送端的傳輸層提出傳送〞資料單元的要求（N-UNITDADT.request）〞，網絡層便針對該項要求執行相關的服務，并將此一要求〞通知（指示） （N-UNITDATA.indication）〞接收端的傳輸層。接收端的傳輸層收到〞指示（N-UNITDATA.indication）〞以后，則依實際狀況做出相對的〞響應（N-UNITDATA.response）〞，再由網絡層根據該響應執行相關的服務，并向發送端的傳輸層〞確認（N-UNITDATA.confirm）〞該〞要求〞的執行結果。

    連接導向在傳送數據之前必須要建立聯機。之后所有資料的傳輸都是經由這一條聯機，完成所有資料的傳輸以后，再將聯機釋放出來。其聯機的建立是使用網絡層的〞聯機（N-CONNECT）〞服務來完成；之后的封包傳送是使用網絡層的〞資料（N-DATA）〞服務來完成；當收、送的步調錯亂時，則以網絡層的〞重置（N-RESET）〞服務來重置該聯機，讓收、送步調重新取得同步；完成所有資料的傳輸以后，再以網絡層的〞斷線（N-DISCONNECT）〞服務來釋出該聯機。

    交談層session Layer

    當傳輸層各個訊息導引到接收端主機以后，交談層繼續將各個訊息組合起來變端點主機之間的對話（Dialog）。所以交談層也是負責在收、送兩端主機之間傳輸資料，指示所使用的通信協議資料單元（PDU）更大而已，交談層的通信協議資料單元（SPDU）是一個對話的內容，其主要功能有建立交談、交換資料、釋放交談、對話治理和錯誤回復五種。

    交談層的運作模式也和傳輸層一樣有非連接導向和連接導向之分。非連接導向交談直接使用〞數據（T-DATA）〞服務來交換數據，而連接導向交談則先使用〞聯機（T-CONNECT）〞服務來建立交談，然后再以〞資料（T-DATA）〞服務來交換資料，最后則以〞釋放（T-RELEASE）〞服務或〞離線（T-ABORT）〞服務來釋放聯機。

    交談層釋放交談的方法有兩種，分別為唐突釋放和循序釋放，唐突釋放使用〞釋放（T-RELEASE）〞服務來釋放聯機，而循序釋放則使用〞離線（T-ABORT）〞服務來釋放聯機，唐突釋放會導致正在傳輸中的資料流失，循序釋放則不會。

    交談層的對話治理是使用資料信物（Data Token）來管制發言的時機，并規定只有持有信物（Token）的一方可以發言（發送資料），另一方只能傾聽（接收資料），假如傳輸有錯誤，則將整個對話的內容重送。

    表示層PResentation Layer

    當交談層把各個對話導引到端點主機以后，表示層負責將各個對話的語法轉成應用程序所使用的語法（Syntax）。所以表示層也是負責收、送兩個端點主機之間傳輸資料，其通信協議資料單元（PPDU）也是一個對話的內容，但語法上已經轉成應用程序所使用的語法。

    表示層的主要功能有資料保密、數據壓縮和語法轉換三種，其運作模式也有非連接導向和連接導向之分。非連接導向的運作模式在傳送資料之前不需要建立交談，只是使的〞資料（S-DATA）服務，來完成資料的傳遞。連接導向交談模式在傳送資料之前要先建立聯機，然后所有的對話都經由這個聯機來進行，直到完成所有對話以后，再將聯機釋放出來。

    資料保密是為了網絡的安全，其過程可分為加密和解密兩部分。當發送端送出資料的時候，為資料的安全起見，先將資料經過加密處理，變成保密資料來后再送出去，到達接收端以后，再經過解密處理可以得到原來傳送的資料。

    加密和解密是一套成對的編碼和譯碼規則，加密實際上就是一種編碼過程，而解密實際上也就是一種過程，編碼的反向功能就是譯碼。字母與編碼和更換位置編碼是兩種比較簡單的加密／解密方法。

    數據壓縮是為了減少傳輸的資料量，壓縮的時候以不失真為原則，壓縮后的文字資料經過解壓縮以后要能完全的還原回來，而壓縮后的影像或語言資料，經過解壓縮以后其影像或語音的品質也要符合一定的品質。

    不同的應用程序常使用不同的語法，為了要讓兩端的應用程序順利的通信雙方必須先就傳輸過程中所使用的語法取得共識，所以發送端在送出資料之前其表示層必須將資料從發送端的語法較換成傳輸過程語法，到達接收端以后，再由接收端的表示層轉換成接收端的語法。