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開放式系統互聯模型（英語：Open System Interconnection Model，縮寫：OSI；簡稱為OSI模型）是一種概念模型，由國際標準化組織提出，一個試圖使各種電腦在世界範圍內互連為網絡的標準框架。定義於ISO/IEC 7498-1。
該模型將通訊系統中的數據流劃分為七個層，從分散式應用程式數據的最高層表示到跨通訊媒介傳輸數據的物理實現。每個中間層為其上一層提供功能，其自身功能則由其下一層提供。功能的類別通過標準的通訊協定在軟件中實現。其中，第 1 到第 4 層與網絡通訊技術相關，而第 5 到第 7 層則與用戶應用程式有關。[1]
開放式系統互聯模型的開發始於上世紀70年代後期，用以支援各種電腦聯網方法的出現。在上世紀80年代，該模型成為國際標準化組織（ISO）開放系統互連小組的工作產品。
在制定電腦網絡標準方面，起着重大作用的兩大國際組織是：國際電信聯盟電信標準化部門，與國際標準組織（ISO），雖然它們工作領域不同，但隨着科學技術的發展，通訊與資訊處理之間的界限開始變得比較模糊，這也成了國際電信聯盟電信標準化部門和ISO共同關心的領域。1984年，ISO發佈了著名的ISO/IEC 7498標準，它定義了網絡互聯的7層框架，也就是開放式系統互聯參考模型。
根據建議X.200，OSI將電腦網絡體系結構劃分為以下七層，標有1～7，第1層在底部。 現「OSI/RM」是英文「Open Systems Interconnection Reference Model」的縮寫。
應用層（Application Layer）提供為應用軟件而設計的介面，以設置與另一應用軟件之間的通訊。例如：HTTP、HTTPS、FTP、Telnet、SSH、SMTP、POP3等。
表現層（Presentation Layer）把數據轉換為能與接收者的系統格式相容並適合傳輸的格式。
會議層（Session Layer）負責在數據傳輸中設置和維護電腦網絡中兩台電腦之間的通訊連接。
傳輸層（Transport Layer）把傳輸表頭（TH）加至資料以形成封包。傳輸表頭包含了所使用的協定等傳送資訊。例如:傳輸控制協定（TCP）等。
網絡層（Network Layer）決定數據的路徑選擇和轉寄，將網絡表頭（NH）加至封包，以形成封包。網絡表頭包含了網絡資料。例如:互聯網協定（IP）等。
資料鏈結層（Data Link Layer）負責網絡尋址、錯誤偵測和改錯。當表頭和表尾被加至封包時，會形成資訊框（Info Box）。數據連結串列頭（DLH）是包含了實體位址和錯誤偵測及改錯的方法。數據連結串列尾（DLT）是一串指示封包末端的字串。例如以太網、無線區域網絡（Wi-Fi）和通用分組無線服務（GPRS）等。
分為兩個子層：邏輯鏈路控制（logical link control，LLC）子層和媒介訪問控制（Media access control，MAC）子層。
實體層（Physical Layer）在區域網絡上載送資料框（Data Frame），它負責管理電腦通訊裝置和網絡媒體之間的互通。包括了針腳、電壓、線纜規範、集線器、中繼器、網卡、主機介面卡、路由器等。
OSI是一個定義良好的協定規範集，並有許多可選部分完成類似的任務。它定義了開放系統的階層、層次之間的相互關係以及各層所包括的可能的任務，作為一個框架來協調和組織各層所提供的服務。
OSI參考模型並沒有提供一個可以實現的方法，而是描述了一些概念，用來協調行程間通訊標準的制定。即OSI參考模型並不是一個標準，而是一個在制定標準時所使用的概念性框架。
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