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封装成帧 & 透明传输【17】

花间剑指编程 2020-09-17
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2.1、封装成帧

(1)封装成帧:就是在一段数据的前后部分添加首部和尾部,这样就构成了一个帧。接收端在收到物理层上交的比特流后,就能根据首部和尾部的标记,从收到的比特流中识别帧的开始和结束。

首部和尾部包含许多的控制信息,它们的一个重要作用:帧定界(确定帧的界限)。

(2)帧同步接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始和终止。

(3)组帧的4种方法

  1. 字符计数法;

  2. 字符(节)填充法;

  3. 零比特填充法;

  4. 违规编码法;


2.2、透明传输

(1)透明传输:指不管所传输的数据是什么样的比特组合,都应当能够在链路上传送。因此,链路层就"看不见"有什么妨碍数据传输的东西。

(2)当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时,就必须采取适当的措施,使接收方不会讲这样的数据误认为是某种控制信息。这样才能保证数据链路层的传输是透明的。


2.3、组帧的4种方法

1)字符计数法

  • 帧首部使用一个计数字段(第一个字节,8位)来标明帧内的字符数。

  • 痛点:鸡蛋装在一个篮子里了。

1. 当上图的第1个帧的第一个字节出错(由5出错为4)时,就会导致告诉接收方这个帧有4个字符,进一步导致第2个帧的首个字符由原来的5向前换成原来第一个帧的最后一个字符4;最终导致后面的帧都发生错误。
2. 即一步错,步步错。因而不常用。


2)字符(节)填充法

1. SOH、EOT为定界符,用来定界帧的起始和终止;
2. 当接收方看到00000001时,就知道是帧的开端;当接收方收到00000010,就知道是帧的末端;但这种方式只适合文本文件。文本文件的字符都是从键盘上输入的,都是ASCII码,不会有重复字符(字节);
3. 当传送的帧是由非ASCII码的文本文件组成时(二进制代码的程序或图像等),可能会有重复字符(字节);进而导致错误地找到帧的边界,也把帧后面的数据丢弃了;
  • 字符(节)填充法的具体实现过程:

    • 加入转义字符 ESC;

  • 当传送的帧是由文本文件组成时(文本文件的字符都是从键盘上输入的,都是ASCII码)。不管从键盘上输入什么字符都可以放在帧里传过去,即透明传输

  • 当传送的帧是由非ASCII码的文本文件组成时(二进制代码的程序或图像等),就要采用字符填充方法实现透明传输


3)零比特填充法

1. 利用标志符01111110,在发送时数据部分逢5个1填充0,在接受时数据部分逢5个1删掉0;
2. 过程简单,很好地实现了透明传输;

操作:

  1. 在发送端,扫描整个信息字段,只要连续5个1,就立即填入1个0。

  2. 在接收端,收到一个帧时,先找到标志字段确定边界,再用硬件对比特流进行扫描。发现连续5个1时,就把后面的0删除。

保证了透明传输:在传送的比特流中可以传送任意比特组合,而不会引起对帧边界的判断错误。


4)违规编码法

1. 如曼切斯特编码:每个比特都是高-低、低-高其实是在物理层比特编码的时候来实现透明传输的一种方法,如曼切斯特编码:每个比特都是高-低、低-高这两种,因而可以用"高-高","低-低"来定界帧的起始和终止。
  • 可以用"高-高","低-低"来定界帧的起始和终止。

  • 由于字节计数法Count字段的脆弱性(其值若有差错将导致灾难性后果)及字符填充实现上的复杂性和不兼容性,目前较普遍使用的帧同步法是比特填充违规编码法




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