数据帧的边界
复习
- 信号与传输介质：比特可借助电、光或无线电波传播，介质各有取舍
- 带宽、时延与吞吐量：它们描述不同维度的“快”
- 编码、时钟与噪声：比特要经过编码，才能变成可被采样判定的信号
TL;DR
- 帧把连续比特流切成可独立处理的一段段数据
- 边界可由长度字段、特殊标记或物理层约定表示
- 划对边界，和内容本身正确，是两件不同的事
正文
现在，接收方已经能一个接一个地读出比特了。但它面对的是一长串没有停顿的 0 和 1，怎么知道“这 100 位是一句话，下一位开始是另一句话”？
它不能靠猜。通信双方必须把一段完整数据装进帧（frame），并约定好边界在哪里。
几种划边界的方法
常见的做法有三种：
- 在开头写明长度，接收方数够这么多位，就知道这一帧结束了
- 使用特殊的开始、结束标记，一见标记就知道边界
- 由物理层约定固定的节奏或间隔
第二种方法有个隐患：如果那段“特殊标记”恰好出现在内容里，接收方会误以为提前结束了。于是还需要一套转义规则，让内容里出现的标记能和使用作边界的那一个区分开。这有点像写信时，如果想在正文里引用“此致敬礼”这四个字，得想办法让人知道它只是引用，而不是真的要结束。
划对边界不等于内容正确
有了帧，接收方就能把一次传输当作一个单位来处理：先识别边界，再检查内容，最后交给上层。
但这里要分清两件事：边界正确，不代表内容就正确。 信号误判仍可能在途中悄悄改变某一位，而我们刚刚划出来的边界，也许恰好围住了一段已经出错的数据。边界管的是“从哪里到哪里”，内容对不对是另一回事。
所以下一步自然是：接收方怎样发现内容被改坏了？
思考题 1
若长度字段本身被噪声改坏，接收方可能发生什么？
思考题 2
用“长度字段”和用“特殊标记”来划边界，各有什么优缺点？
小结
知识点
- 帧为连续比特流划出消息边界
- 边界可用长度、标记或物理层约定表示
- 边界规则也需要防止被内容或错误混淆
参考资料
- Wikipedia(zh)：数据帧：链路层承载数据的基本单位
- Wikipedia(zh)：帧同步：在比特流中识别帧的边界
思考题答案（仅供参考）
思考题 1
它可能过早结束、把下一帧的一部分读进来，或者一直在等待一个根本不会到来的长度。边界一旦错位，后面读到的东西可能全部错位，所以长度字段本身通常也需要保护。
思考题 2
长度字段实现简单、不必担心标记冲突，但长度字段一旦被改坏，后果可能很严重。特殊标记便于在流中即时识别边界，却需要处理“内容里也出现标记”的情况，通常要配合转义。两者各有取舍，实际协议会按需要选择或结合使用。
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设计师 | 南国微雪