【Day 16】因為上課打遊戲，害我沒聽到老師講什麼是 OSI 七層模型

因為上課打遊戲，害我沒聽到老師講什麼是 OSI 七層模型

雖然從小學就開始接觸電腦課，但那時候的我根本把教室電腦當成遊戲機，上課時間幾乎都在玩，真正認真聽課的次數少之又少。一直到國高中，因為要準備升學考試，才不得不乖乖開始聽老師講課。

「各位同學，今天我們要學一個東西，叫做網路七層架構。」老師在黑板上寫下這幾個字，然後開始講解。

通常老師在正式上課之前，會先把全班的電腦「控制」住，把大家的螢幕都同步成一樣的畫面，這樣就沒有人能在上課時偷偷玩遊戲。當時用的軟體就叫做「網路教室」。

講解的過程中，我還記得老師說過一句話：

「網路七層架構是一個分層式模型，主要用來幫助我們理解網路通訊的過程。」老師邊操控著電腦畫面，邊切換投影片，一邊講解著。

老師講網路七層架構？抱歉，我只懂「遊戲一層」。

「ㄟㄟ，XXX 要不要來打信長？」我問著坐在我旁邊的同學。

「好啊！」同學回答。

嗯？你是不是很好奇一件事情呢？

「老師不是已經控制住你們電腦了？怎麼還可以打遊戲？」

沒錯，雖然當下確實不能打遊戲，但我後來發現了一個小技巧能擺脫老師的控制──只要直接「關機」，就能把控制權解除，接著就能隨心所欲地做任何事了。

小技巧其實很簡單：只要先打開一些會在關機時跳出「是否要強制關閉」視窗的程式，像是 Word、Excel、PowerPoint 都行。

當 Windows 執行關機時，系統會嘗試把能關閉的程式都關掉，其中也包含了「網路教室」。

這時候，如果有程式跳出「是否要關閉」的視窗，你只要選「否」，就能成功讓「網路教室」被關掉，同時電腦也不會真的關機。這樣一來，老師的控制就解除了──不過，好孩子千萬別學這招唷！

那這招真的沒有壞處嗎？當然有。記得有一次老師在課後布置作業，但因為我早就把網路教室關掉，結果完全不知道老師出了什麼作業。畢竟要讓網路教室恢復正常，只能重新啟動電腦才行。

OSI 七層模型

前面我們章節介紹了不少東西，其中包含 Email、即時通以及遊戲等，這些都脫離不了一個核心概念，也就是「網路」，但你有想過一個問題嗎？

「網路是怎麼運作的呢？」

為了幫助大家理解網路的運作與架構，接下來要介紹的是「OSI 七層模型」。別搞錯了，這可不是七龍珠，裡面沒有悟空，只有滿滿的網路協定。

簡單來說，OSI 模型（Open Systems Interconnection Model）就是一個網路通訊的參考架構，它把資料傳輸的過程拆成七層，讓我們更容易理解網路是怎麼運作的，同時也方便不同系統之間能互通、維護。

不過要注意，OSI 模型其實是一個 理論模型，現實中的網路協定（像是 TCP/IP）並不完全依照七層來劃分。但 OSI 模型依然是理解網路運作的重要參考框架，特別是在排查與分析網路問題時，常會用它來當作依據。

那麼，簡單來講 OSI 模型就是將網路的硬體跟軟體定義成了七層標準：

但我們網路實際使用的是 TCP/IP 則是四層模型，並且是將 OSI 的七層模型進行了合併：

可是後來又發現，切割成五層架構才比較合理實際狀況：

「ㄟ…不是，這麼多種模型，所以我們到底要學什麼？」

你可能會想問：「為什麼不直接講 TCP/IP？」

其實很簡單，OSI 是理論模型，TCP/IP 則是實際應用。差別在於 OSI 把網路通訊切得更細，所以在分析或排查問題時更好用。也因此，接下來我們會著重介紹 OSI 七層模型。

首先，OSI 七層模型由 下到上分為 1 到 7 層（實體層 → 應用層），不過我們常常會從第七層（應用層）開始往下解釋，因為它最貼近使用者：

在 OSI 模型中，從第七層往下算到第一層，層級越高就越接近使用者，層級越低則越貼近硬體設備。而每一層都有其特定的功能與責任。為了更好理解，這裡舉一個情境來說明：

「小明今天打開 Chrome 瀏覽器，輸入了 www.google.com，然後按下 Enter 鍵，接著瀏覽器就會顯示 Google 的首頁。」

那麼把這個情境套用到 OSI 七層模型中，會是這樣的：

• 第七層（應用層）：小明用 Chrome 瀏覽器，透過 HTTP 協定向 Google 伺服器發出「我要打開 google.com」的請求，這個請求其實就是你輸入的網址。
• 第六層（表示層）：瀏覽器把請求資料轉換成電腦能理解的格式，並進行編碼、壓縮或加密處理（例如透過 TLS/SSL 建立 HTTPS 安全連線）。
• 第五層（會議層）：瀏覽器先與 Google 伺服器建立並維持「會話連線」，確保雙方能持續對話。就像先打招呼：「嗨，我是小明，要開始和你溝通了！」
• 第四層（傳輸層）：瀏覽器把資料切割成多個小段，交給 TCP 協定處理。TCP 會加上序號並檢查錯誤，確保資料完整送達。即使只是個請求訊息，也要被可靠地傳遞。
• 第三層（網路層）：每個資料段會加上 IP 標頭，標明來源 IP（小明的電腦）和目的 IP（Google 伺服器）。網路層會透過路由器決定最佳路徑，把封包送到正確的位置。
• 第二層（資料鏈路層）：封包被封裝成 Frame（幀），並加入來源與目的 MAC 位址。這一層負責點對點的傳輸，例如：「小明的電腦 → 家裡 Wi-Fi AP → 路由器」。
• 第一層（實體層）：最底層，資料最終轉換成電訊號（電線）、光訊號（光纖）、或無線電波（Wi-Fi），把 0 和 1 真正送出去。

接著，Google 的伺服器在收到請求後，也會依照相同的七層流程進行處理，最後再把 Google 首頁的資料回傳給小明的瀏覽器，而瀏覽器則會把這些資料組合並呈現在螢幕上。

接下來說明一下 OSI 在傳輸時的流程：一開始，使用者這邊會從第七層往下處理，一路到第一層，再透過網路把資料傳送到對方伺服器。對方伺服器接收到資料後，則會從第一層往上處理，直到第七層完成。

那 Google 又是怎麼把資料回傳給小明呢？其實流程完全相同，只是這次是從 Google 伺服器開始，先從第七層往下處理到第一層，再透過網路傳送到小明的電腦。小明的電腦接收到資料後，會從第一層一路往上處理到第七層，最後在瀏覽器中呈現出來。

以上就是 OSI 七層模型的完整運作流程。

最後，我再幫大家整理一下七層模型的層級名稱、功能說明，以及對應的常見協定或應用程式：

層級	中文名稱	英文名稱	功能說明	常見協定／應用程式
7	應用層	Application Layer	使用者與網路互動的介面，提供應用服務	HTTP、FTP、SMTP、DNS、Telnet、Web、Email
6	表示層	Presentation Layer	資料格式轉換、編碼解碼、壓縮加密處理	TLS/SSL、JPEG、MP4、UTF-8、Base64
5	會議層	Session Layer	管理會話連線、控制對話、建立／維持／終止連線	NetBIOS、RPC、SQL session、WebSocket
4	傳輸層	Transport Layer	分段傳輸、錯誤控制、流量控制、重傳機制	TCP、UDP、QUIC
3	網路層	Network Layer	路由選擇、IP 位址處理、封包傳輸、跨網段通訊	IP、ICMP、IGMP、BGP、IPSec
2	資料連結層層	Data Link Layer	封裝資料幀、錯誤偵測、MAC 管理、在同一網段傳輸	Ethernet、ARP、PPP、Switch、Wi-Fi MAC 層
1	實體層	Physical Layer	實際媒介的傳輸，如電壓、電磁波、光訊號轉換成 0 和 1	RJ45、光纖、同軸電纜、無線電波、Hub、Repeater

結語

記得我剛出社會去面試時，真的被問到過 OSI 模型，當下我的表情大概就是這樣：

？＿？

畢竟這東西已經離我好幾年了，為了面試我還特地翻出以前的筆記，才把 OSI 七層模型重新複習了一遍 XD

同步更新

本文將同步更新至以下網站：

• 是 Ray 不是 Array
• Code Review 我的青春：從『嗶』聲開啟我的軟體工程師之路（佛心分享-IT 人自學之術）
• Threads - 時常會聊軟實力
• Facebook - 搞怪迷因分享
• Instagram - 搞怪迷因分享 + 軟實力
• Portaly - 入口主頁