一篇看懂「網路七層（OSI Model）」的完整教學

 

一、為什麼要了解網路七層？

當我們在瀏覽器輸入網址、傳送 Email、或使用 LINE 傳訊息時，資料其實不是「一次就送到對方」，而是經過一連串有分工、有規則的處理流程。

「網路七層（OSI 七層模型）」就是用來說明這個流程的經典架構，它幫助我們：

• 理解 資料在網路中是如何被處理與傳輸

• 快速定位 網路或系統問題發生在哪一層

• 讓不同廠商、設備、協定能「對齊語言」溝通

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二、OSI 網路七層是什麼？

OSI（Open Systems Interconnection）模型，將網路通訊拆成 7 個層級，每一層只負責特定任務。

層級	名稱	核心功能	常見例子
第 7 層	應用層 (Application)	提供使用者/應用程式的網路服務入口	HTTP/HTTPS、DNS、SMTP、FTP
第 6 層	表現層 (Presentation)	資料格式轉換、加解密、壓縮/解壓縮	TLS/SSL、UTF-8、JPEG、JSON
第 5 層	會議層 (Session)	建立、維持、終止連線（對話狀態管理）	Session 管理、登入狀態、連線恢復
第 4 層	傳輸層 (Transport)	端到端傳輸、可靠性、分段、流量控制	TCP、UDP、Port（埠號）
第 3 層	網路層 (Network)	IP 位址與路由選擇（跨網段傳輸）	IP、Router、ICMP（ping）
第 2 層	資料連結層 (Data Link)	同一網段內傳輸、MAC 位址、錯誤檢查	Ethernet、MAC、Switch、ARP
第 1 層	實體層 (Physical)	將資料轉成電/光/無線訊號在媒介中傳遞	網路線、光纖、Wi-Fi、Hub

可以把它想像成「物流系統」，每一站只處理自己該做的事。

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三、每一層在做什麼？（白話版）

第 7 層：應用層（你「看到」的世界）

• 瀏覽器（HTTP / HTTPS）

• Email（SMTP / IMAP）

• FTP、DNS

👉 使用者真正互動的地方

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第 6 層：表現層（翻譯官）

• 資料格式轉換（JSON、HTML、JPEG）

• 加密 / 解密（TLS / SSL）

• 壓縮 / 解壓縮

👉 確保對方「看得懂、收得安全」

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第 5 層：會議層（通話管理員）

• 建立連線

• 維持連線

• 中斷後是否能恢復

👉 確保對話有開始、有結束

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第 4 層：傳輸層（物流調度）

• TCP：可靠、保證順序

• UDP：快速、不保證

👉 資料會不會掉包、順序會不會亂

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第 3 層：網路層（導航系統）

• IP 位址

• 路由器選路

👉 決定資料要走哪條路

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第 2 層：資料連結層（區域交通）

• MAC 位址

• Switch 運作

👉 同一個區域網路內怎麼傳

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第 1 層：實體層（硬體世界）

• 網路線

• 光纖

• 電訊號、無線訊號

👉 真的在「送訊號」的地方

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四、七層之間的關聯（很重要）

七層不是各自獨立，而是層層堆疊、向下包裝、向上拆解：

• 送資料時：第 7 層 → 第 1 層

• 收資料時：第 1 層 → 第 7 層

👉 上層「不知道」下層怎麼實作，只要下層把事情做好
👉 這就是模組化設計的精髓

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五、OSI 七層架構圖（文字示意）

六、實際例子：開啟一個網站，資料怎麼跑過七層？

情境：你在瀏覽器輸入 https://example.com

流程拆解

1. 應用層
   瀏覽器產生 HTTP Request

2. 表現層
   HTTPS → 資料加密（TLS）

3. 會議層
   建立 HTTPS 連線狀態

4. 傳輸層
   TCP 將資料切成封包、保證順序

5. 網路層
   加上目標 IP，決定路由路線

6. 資料連結層
   轉成 MAC 封包，送到下一個設備

7. 實體層
   變成電訊號 / 無線訊號送出

👉 對方收到後，再從第 1 層一路拆回第 7 層