计算机网络学习8：封装成帧、差错检测

小灰灰 2023-10-01 06:23 11阅读 0赞

### 封装成帧 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
接收方的数据层如何从物理层交付的比特流中提取出一个个的帧呢？

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]  
帧头和帧尾的作用之一就是 帧定界。

![在这里插入图片描述][38a3868da9064d1b9c84a6432e3a25dd.png]  
例如PPP帧的帧头帧尾中就含有标志了。这样就可以一个个提取了。

但是并不是每一种数据链路层协议的帧都包含有帧定界的标志。

![在这里插入图片描述][3cf7ea2d80db41fea3a3749f0bb13d98.png]  
如MAC帧就没有这个格式。

接收方是怎么接受的呢？

物理层会在MAC帧前加上一个前导码。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]  
同时mac帧还规定了 帧间间隔，所以不需要 帧尾的定界符。

![在这里插入图片描述][4c4c6f5adf10499094619a75066d73b7.png]

### 透明传输 ###

如果在上层交付的协议数据单元中，恰好也包含了这个flag帧头帧尾的特定数值，那么接收方还能正确接受吗？答案是否定的。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_14_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
接受方在接收到第一个flag帧定界标志时，认为是帧的开始。

当再次接收到时候，会误认帧结束接收了。如果数据链路层不采取措施来避免接收方对 帧 是否结束的 误判，就不能称为 透明传输。 也就是 数据链路层对上层交付的数据单元有 限制。其内容不能包含定界符。那么这样的数据链路层没有任何意义了。

解决方案：  
在发送前，对数据进行扫描，如果有flag定界符，那么就会在前面插入一个esc转义字符。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_13_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

这样就可以避免问题了，遇到esc之后，就会知道后面是数据而不是定界符了。剔除转义字符后，就可以自动处理了。

那么如果上层交付给数据单元的过程中，本身就含有esc这个数据那么又该怎么办呢。  
![在这里插入图片描述][0d5e657c3dc54aee9d98fb5114b1d029.png]  
方法仍然是进行扫描数据，然后加上一个esc。

esc长度为一个字节，而不是esc这三个字符。10进制值为27。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]

例如该方法是连续的五个1的比特后面加一个0即可，接收验证的时候直接剔除就可以了，

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 4]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 5]

### 差错检测 ###

传输过程可能会出现错误，一段时间内，传输错误的比特占传输比特总数的比率称为误码率BER（bit error rate）。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 6]

使用差错检测码，可以检测是否出现了差错。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 7]

### 循环冗余检验 CRC ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 8]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 9]  
需要注意的是：算法要求生成多项式必须包含最低次项，也就是每一项的最后都是1。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 10]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 11]  
检错码只能检测出错，但是不能定位错误，不可以纠正错误。

![在这里插入图片描述][watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBA5rSy55qE5a2m5Lmg56yU6K6w_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 12]

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