透明传输的概念_简述串行异步传输的帧格式特点

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学习目标

1. 了解什么是透明传输？
2. 了解组帧的概念，了解封装成帧的四种方法？

一、透明传输

透明传输是一种传输方式，一种 「下层相对于上层透明」 的传输方式。

透明传输不关心传输的内容是什么，设备只是起一个「通道」的作用，只传输数据。

就像寄快递一样，你只需要告诉驿站地址，而不用担心快递的过程，这个快递传输的过程对你来说就是透明的。

这里可能有人不理解，我详细解释一下：透明是下层对于上层的透明，就像你寄快递，驿站送快递的过程对于你是透明的，但这个过程对于驿站本身不能透明，驿站得处理快递，把快递给你送过去呀，总不能给你送个空盒子吧；

链路层的透明传输也是一样，传输的过程在上层看来是透明的，但链路层还是得处理这些数据，只是这些处理过程，上层并不关心。

链路层处理数据的第一步，就是封装成帧。

物理层只是单纯的「传输」比特流，没有对传输的数据作任何「处理」，这样容易出现一些问题，比如，本来传输5个单位的数据，传输过程中丢了3个，这就会导致数据的传输出现「差错」，为了避免这些差错，数据链路层将数据分隔成多组小数据（帧），当数据传输出现差错时，只重发出错的帧，而不是重发所有的数据。

二、封装成帧

封装成帧就是在一段数据的前后添加「首部」和「尾部」，首部+数据+尾部 共同组成一个帧。

组帧的目的在于，确定数据的开始和结束；
在此基础上，帧首部和帧尾部可以包含很多控制信息，比如：传输顺序编号，保证数据的有序和准确。

常用的组帧方式有四种：

1）字符计数法

帧首部使用一个字节（8位）来标明帧的「字符数」。

比如，帧的第一个字节是5，就表示这个帧有5个字符；
帧的第一个字节是8，就表示这个帧就8个字符。

这种方法有一个很大的问题，当第一个字节（计数字节）发生错误时，后续所有的帧都会发生错误，因此，这种方法并不常用。

2）字符填充法

指定两个特殊字节，作为帧的开始字节（ SOH ）和结束字节（ EOT ）。

比如，我们用 00000001 代表开始字节， 00000100 代表结束字节，接收方识别到这两种字节时，就能知道帧从哪里开始，从哪里结束。

发送方在「发送前」，先检查帧的数据部分，有没有和特殊字节「重复」的内容（数据部分与特殊字节重复时，会使接收方错误的识别帧的开始和结束）。
如果有重复的部分，就会「填充」另外一种特殊字节（ ESC ），告诉接收方，这个字节（8位）的数据不是帧界定符，你不要识别。
发送方在接收帧以后，再将这个填充的特殊字节「删除」掉。

3）零比特填充法

指定一个特殊字节（ 0 ）作为帧界定符，用来标识帧的开始和结束。

发送方在「发送前」，先检查帧的数据部分，只要有「5个连续的1」，就在后面「填充1个0」。

接收方在收到帧以后，先找到帧的界定符，再扫描帧的数据部分，只要有5个连续的1，就「删除」后面的0。

4）违规编码法

计算机传输数据时，用「电流」的高低来标识数据，「一高一低」的电流表示 1 ，「一低一高」的电流表示 0 。

违规编码法利用违规的电流来表示帧界定符，比如，用两个连续的高电流表示帧的开始，两个连续的底电流表示帧的结束。

由于字符计数法容错率太低，字节填充法实现起来台复杂，因此，使用较多的是零比特填充法和违规编码法。

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