OSI模型，全称开放系统互联模型（Open Systems Interconnection Model），是一个为网络通信建立标准的框架。这一模型由国际标准化组织（ISO）在1984年提出，旨在促进不同网络和系统之间的互操作性。OSI模型将网络通信过程分为七个层级，每个层级都拥有其特定的功能和责任。这种分层的设计不仅有助于理解和分析网络通信过程，还使得网络协议的设计和实现变得更加模块化和灵活。
在OSI模型中，这七个层级分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。每一层都有其独特的职责，从而使得数据能够在网络中有效地传输。最底层的物理层负责处理网络中实际的物理信号，包括电缆、网卡等硬件的交互方式。它的目的是将数字信号转换为电信号或光信号，并在网络中进行传输。
数据链路层的核心功能是确保两台直接相连的设备之间能够可靠地传输数据包。它通过建立出错检测和修正机制，确保数据在传输过程中不会丢失或被损坏。数据链路层还负责物理地址的确定，确保数据能够正确送达到目标设备。例如，以太网协议即属于这一层。
网络层的任务则是确定最佳的传输路径。这一层不关心物理连接，它的主要职责是对数据包进行路由选择。网络层使用逻辑地址（如IP地址）来标识各个设备，并通过路由器进行数据包的转发。此层确保数据可以从源地址顺利传输到目的地址，即使中间经过多个网络。
紧接着是传输层，其主要功能是保证数据的可靠性与完整性。它负责将数据从源设备传输到目标设备，并进行流量控制和差错检测。传输层的常见协议有TCP和UDP。虽然TCP提供了面向连接的服务，确保数据能够按顺序并完整地到达；而UDP则提供无连接的服务，速度快但不保证数据到达的完整性。
会话层的职责是建立、管理和终止会话。在这个层级，应用程序可以通过管理会话的建立和中断来保持数据交互的连贯性。它确保在两台设备之间进行的通信能够保持状态，并处理仍在进行的数据传输。会话层使得应用层协议能在用户之间进行更为高效的数据交换。
表示层主要作用是翻译、加密和解密传输的数据。这一层可以把不同数据格式的数据进行转换，如将文本格式转换为二进制格式的过程。表示层还对于数据进行加密，以确保传输过程中数据的安全性。它帮助处理应用层的数据，使得不同类型的应用程序能够无缝协作。
在最高层的应用层，用户可以通过各种应用程序与计算机网络进行交互。此层提供了用户与网络通信的接口，且涵盖多种网络服务的协议，如HTTP、FTP和SMTP等。应用层的功能着眼于满足用户需求，它直接与用户的软件交互，是网络通信的最直观表现。
通过分层的方式，OSI模型使网络设计和实施变得更加简洁和高效。每个层级之间具有清晰的界限和接口，便于各层之间的独立运行和维护。若某一层出现问题，通常只需针对该层进行调整，而不会影响到其他层的运行。此外，OSI模型的结构提供了多种标准，使得不同设备和系统能够实现互通。
虽然OSI模型在理论上具有重要意义，但在实际应用中，它的七层结构并不总是严格遵循。大部分现代网络协议和体系结构，如TCP/IP协议族，实际上是基于更简化的四层模型，这些层级包括网络接口层、互联网层、传输层和应用层。然而，OSI模型仍然是网络协议设计的重要参考框架，并广泛应用于教育与培训中。