组帧
数据链路层的主要功能就是组帧
帧(frame)代表数据链路层的数据发送单位,在接收到来自于网络层的报文(packet)时如何为其添加帧头和帧尾,并且以何种方式进行帧定界(接收方区别连续不同的帧)。
组帧的关键就在于帧定界,也就是对于接收方来说,它能够以某种方式区分连续收到的不同帧。 从这个角度出发,组帧方式可以被分为以下几种:
字符计数法
字符计数法在帧首部使用计数字段来表明帧内字符数量。
当接收方读取帧时,根据读取帧开头的一部分内容,即可得知当前帧的长度是多少,这样就
首位定界字符法
首位定界字符法即 使用特殊控制字符标志帧的开始和结束。
但是使用这种方式可能出现如下问题:就是 首位定界字符 可能会在帧内部出现,这个时候就会造成歧义。
所以当特殊字符出现在帧的数据部分时,需要用转义字符ESC
来对特殊字符进行转义,同样,ESC
出现在数据部分同样需要转义。
以上图为例,假设我们使用 FLAG 作为首位定界字符的话(注意这里 FLAG 只是字符名称,不是表示字符是 FLAG),那么当 FLAG 出现在数据部分时,我们需要对 FLAG 进行转义,需要注意的是,因为我们使用 ESC 作为转义字符,所以当数据中出现 ESC 时,我们也需要对转义字符自己进行转义。
零比特填充法
零比特填充法(Bit Stuffing)与首位定界字符法思路类似。
用 01111110
作为一个新的数据帧的开头,这里的关键在于要对数据帧内容中与 01111110
相同的部分进行转义,转义的方式是如果碰到11111,就在后边添加一个0,接收方在处理接收到的数据时,需要进行反向处理,如果在数据部分碰到111110时,就要删除这个0。
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。零比特填充法很容易由硬件来实现,性能优于字符填充法。
对于零比特填充法,需要记住 01111110
这种开头的比特填充方式 以及 具体如何进行转义。
违规编码法
违规编码法(Physcial Layer Coding Violations)使用特殊电平进行定界。比如,曼彻斯特编码将数据比特“1”编码为“高-低”电平,将比特“0”编码为“低-高”电平对,而“高-高”电平对和“低-低”电平对是没有被使用的,所以可以用这两个电平进行帧定界。
编码方式详见 编码和调制。