网络基础数据传输过程中的同步
在数据传输过程中，经常会发生接收方接收数据与发送方不一致的问题。

为保证发送方所传递的信息能够被接收端正确无误的接收，在数据通信中，需要发送端和接收端的工作必须控制在同一时间内进行，即发送方以某一速率在一定的时间内传送数据，接收端也必须以相同的速率在相同的时间内接收数据。

1．异步传输
异步传输（Asynchronous Transmission）将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的1个字符或更长。

发送方可以在任何时刻发送这些比特组，接收方并不知道数据会在什么时候到达。

这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话，而你没来得及反应过来。

因此，每次异步传输的信息都以一个起始位开头，它通知接收方数据已经到达了，这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间；在传输结束时，一个停止位表示该次传输信息的终止。

按照惯例，空闲（没有传送数据）的线路实际携带着一个代表二进制1的信号，异步传输的开始位使信号变成0，其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。

最后，停止位使信号重新变回1，该信号一直保持到下一个开始位到达，如图3-26所示。

图3-26 异步传输字符格式
异步传输字符格式中的起始位和结束位是用来实现字符的同步，字符之间的间距（时间）是任意的，但发送一个字符时，发送每一位占用的时间长度是由发送端和接收端事先商定，并且保持各位都恒定不变，从而实现同步。

2．同步传输
同步传输（Synchronous Transmission）的比特分组要大得多。

它不是独立地发送每个字符，每个字符都有自己的起始位和结束位，而是把它们组合起来一起发送。

这些组合称为数据帧，或简称为帧。

数据帧的第一部分包含一组同步字符，它是一个独特的比特组合，类似于前面提到的起始位，用于通知接收方一个帧已经到达，但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致，使收发双方进入同步。

实现同步传输的方法由外同步法和自同步法两种。

帧的最后一部分是一个帧结束标记。

与同步字符一样，它也是一个独特的比特串，类似于前面提到的结束位，用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。

1．外同步法
外同步法是指，在发送端和接收端之间建立一条单独的时钟线路，发送端在发送数据之前，首先向接收端发出一个同步时钟脉冲，接收端按照这一同步时钟脉冲的频率和时序，来锁定接收端的接收频率，以便在接收数据的过程中始终与发送端同步。

这种方法在短距离传输中比较有效，而在长距离传输时，同步信号将会因失真而失效。

2．自同步法
自同步法是指采用数据编码技术（如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码），使数据信号中携带时钟信号的方法。

利用自同步法，发送端和接收端能够实现在比特位级上的同步，但是接收端需要知道数据块的起始位置和结束位置，为此可以在数据块的头部和尾部分别附加上前同步码（Preamble）和后同步码（Postamble），即数据帧，其中，前文和后文表示数据块的开始位置和结束位置，且前文和后文的特性取决于数据块是面向字符的，还是面向比特的。

在面向字符的同步传输中，帧头是一个或多个同步字符SYN。

SYN是一个控制字符，其后面是数据字节。

接收端在收到帧头后，便开始接收后面的数据块，以直到遇到另一个同步字符为止。

具有代表性的面向字符同步传输协议由IBM的二进制同步协议（BSC或BISYNC）。

面向字符同步传输的BISYNC帧格式，如图3-27。

图3-27 BISYNC帧格式
在面向比特的同步传输中，用标志序列01111110来标识一帧的开始或结束。

为避免在数据中也出现01111110而造成的混乱，发送端总是在其发送的数据中以每出现5个连续1时，就插入一个附加的0；接收端则每检测到5个连续的1并且其后有一个0时，就删除该0。

其中，高级数据链路控制协议（HDLC）就是面向比特同步传输协议的代表。

面向比特同步传输的HDLC帧格式，如图3-28所示。

图3-28 HDLC帧格式。