# 3.2 组帧

## 一、组帧的概念

### 1.1 什么是组帧

**组帧**：将网络层传下来的数据封装成帧，添加首部和尾部，形成数据链路层的传输单位。

### 1.2 帧的结构

```
| 帧首部 | 数据（来自网络层） | 帧尾部 |
```

**帧首部**：
- 包含控制信息
- 如：目的地址、源地址、类型

**数据**：
- 来自网络层的IP数据报
- 长度有上限（最大传输单元MTU）

**帧尾部**：
- 包含差错检测信息
- 如：帧检验序列FCS

### 1.3 帧定界

**帧定界**：
- 确定帧的开始和结束
- 接收方能够从比特流中识别出帧的边界

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## 二、组帧方法

### 2.1 字符计数法

**原理**：
- 在帧首部设置一个计数字段
- 表示帧的字符数（包括计数字段本身）

**例子**：
```
| 5 | A | B | C | D | 4 | E | F | G | ...
  ↑帧1（5个字符）   ↑帧2（4个字符）
```

**缺点**：
- 计数字段出错，后续全部出错
- 很少使用

### 2.2 字符填充法（字节填充法）

**原理**：
- 使用特殊的字符作为帧定界符
- 数据中出现定界符时进行转义

**定界符**：
- **SOH（Start Of Header）**：0x01，帧开始
- **EOT（End Of Transmission）**：0x04，帧结束

**转义字符**：
- **ESC（Escape）**：0x1B

**填充规则**：
- 数据中的SOH前插入ESC：ESC + SOH
- 数据中的EOT前插入ESC：ESC + EOT
- 数据中的ESC前插入ESC：ESC + ESC

**例子**：
```
原始数据：A SOH B EOT C
封装后：SOH A ESC SOH B ESC EOT C EOT
```

**缺点**：
- 只能用于面向字符的传输
- 依赖于字符编码

### 2.3 零比特填充法（比特填充法）

**原理**：
- 使用特殊的比特模式作为帧定界符
- 数据中出现定界符模式时进行填充

**定界符**：
- **01111110**：帧的开始和结束

**填充规则**：
- 发送方：数据中每出现5个连续的1，后面插入一个0
- 接收方：每收到5个连续的1，后面的0删除

**例子**：
```
原始数据：01111110 11111011111 01111110
          ↑定界符   ↑5个1      ↑定界符

填充后：  01111110 111110111110 01111110
          ↑定界符   ↑5个1+填充0  ↑定界符
```

**优点**：
- 面向比特，不依赖于字符编码
- 通用性强
- HDLC、PPP协议使用

### 2.4 违规编码法

**原理**：
- 使用编码中的违规模式作为定界符
- 正常编码不会出现违规模式

**例子（曼彻斯特编码）**：
- 正常：高-低（1），低-高（0）
- 违规：高-高，低-低
- 用高-高和低-低作为定界符

**优点**：
- 不需要填充
- 实现简单

**缺点**：
- 只适用于特定编码

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## 三、最大传输单元（MTU）

### 3.1 什么是MTU

**MTU（Maximum Transmission Unit）**：
- 帧中数据部分的最大长度
- 由硬件和协议决定

### 3.2 常见MTU值

| 网络类型 | MTU |
|---------|-----|
| 以太网 | 1500字节 |
| PPPoE | 1492字节 |
| 令牌环 | 4464字节 |
| FDDI | 4352字节 |

### 3.3 MTU与IP分片

**IP分片**：
- 如果IP数据报长度 > MTU，需要分片
- 每片都小于等于MTU

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## 四、透明传输

### 4.1 什么是透明传输

**透明传输**：
- 不管数据是什么样的比特组合
- 都能传输
- 数据中的特殊比特不会干扰帧的定界

### 4.2 实现透明传输的方法

- 字符填充法
- 零比特填充法

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## 五、考研重点

1. **组帧的概念**：什么是组帧、帧的结构
2. **组帧方法**：
   - 字符计数法：原理、缺点
   - 字符填充法：定界符、转义字符、填充规则
   - 零比特填充法：定界符、填充规则、优点
   - 违规编码法：原理
3. **MTU**：概念、常见值、与IP分片的关系
4. **透明传输**：概念、实现方法

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*下一节：3.3 差错控制*