封装成帧和透明传输

系统管理员 2023-10-05 17:02 38阅读 0赞

## 封装成帧 ##

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。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NjM1MTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70]

MTU：最大传送单元，帧的数据部分的极限大小（具体大小和协议有关）。

数据链路层的帧长：从帧首部到帧尾部之间的长度。![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NjM1MTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
封装成帧有四种方法：1.字符计数法 2.字符填充法 3.零比特填充法 4.违规编码法

而这四种方法首先要遵守的原则，就是透明传输。

**透明传输**是指不管所传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。  
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，使收方不会将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。

解释略有点抽象，举个栗子：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NjM1MTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
如图所示，SOU为开头，EOT为结尾，透明传输就是要保证SOH到EOT之间的所有数据都能正确发送，要能保证在帧数据部分中遇到了EOT之类的控制字段而不为所动。

值得一提的是：当传送的帧都是文本文件组成时（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，即实现了**透明传输**）  
下面介绍一下四种封装成帧的方法：

### 1.字符计数法 ###

很简单的一种封装方法，它通过在帧首部使用一个计数字段（第一个字节，八位）来表明帧内字符数。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NjM1MTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
如图所示，每个帧首部都加了个数字，表明自己要发几个字符。这种方法就叫做字符计数法。  
缺点也很显然，如果帧首部的数字突变了，就会造成毁灭性的连锁反应。

### 2.字符填充法 ###

字符填充法是一种常用的方法，通过在关键字段前增加一个转义字符，使得在数据传输过程中忽略掉数据部分中的控制字。  
这种方法的原理近似于c语言中的’‘字符。比如，要输出’\]'字符，就要printf("\]")一样。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NjM1MTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
接收端接收到这样加过转义字符的帧后，会自动脱去转移字符。

### 3.零比特填充法 ###

零比特填充法的开始和结束标志都是一样的，都是01111110。它实现的方法是：在发送端，扫描整个信息字段，只要有5个1，就立即填入1个0，而在接收端，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。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NjM1MTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

### 4.违规编码法 ###

这种方法蛮特别，如图所示，曼彻斯特编码只有 “高-低” "低-高"两种，所以可以用“高-高”，“低-低”来定界帧的起始和众之。![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NjM1MTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

一般而言，由于字节计数法中 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和违规编码法。

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