同步传输与异步传输

    在网络通信过程中，通信双方要交换数据，需要高度的协同工作。为了正确的解释信号，接收方必须确切地知道信号应当何时接收和处理，因此定时是至关重要的。在计算机网络中，定时的因素称为位同步。通信双方必须在通信协议中定义通信的同步方式，并且按照规定的同步方式进行数据传输。按通信的同步方式来分，数据传输可以分为同步传输和异步传输。
    1.同步传输
    所谓“同步”，是指数据块与数据块之间的时间间隔是固定的，必须严格的规定他们的时间关系。同步传输一般以数据块为传输单位。每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的同步字符或比特同步序列，标记一个数据块的开始和结束，一般还需要附加一个校验序列（如16位或32位的CRC校验码）对数据可进行差错控制。同步传输的数据格式如图2-15所示。同步传输的优点是每个数据块进行一次同步，开销小、效率高，适合大量数据的传输。缺点是如果传输中出现错误，将影响整个数据块的正确接收。
    根据同步通信规程，同步传输又分为面向字符的同步传输和面向位流的同步传输。
    （1）面向字符的同步传输
    面向字符的同步传输方式要求发送方和接收方以一个字符为通信的基本单位，通信的双方将需要发送的字符连续发送，并在这个字符块的头部用一个或多个同步字符SYN标记字符块数据的开始，在尾部用一个唯一的字符ETX来标记字符块数据的结束。在接收方检测出了约定个数的同步字符后，后续的就是被传输的字符，直到接收方收到字符块结束标记ETX时字符传输结束。如果传输的字符块数据中也包含有相同的同步字符时，则需要采用位插入技术进行区分。面向字符的同步传输的典型应用时IBM公司的二进制同步通信规程BISYNC。
    （2）面向位流的同步传输
    面向位流的同步传输方式中，数据块被作为位流处理，而不是字符流。每个数据块的头部和尾部用一个特殊的比特序列（例如01111110）来标记数据块的开始和结束。如果传输的数据块中恰巧出现了和开始结束标记相同的二进制位流，则采用位插入方法来区分。通常采用的位插入方法如下：发送端发送数据时，每5个连续的1后面插入一个0；接收方接收数据时如果检测到连续的5个1的序列，则还要检查其后的一位是0还是1，如果是0则先删除该0并且作为传输的正常数据，如果是1则说明是数据块的结束标记，转入结束处理。典型的面向位流的同步传输是高级数据链路控制HDLC规程和同步数据链路控制SDLC规程。
    2.异步传输
    所谓“异步”就是指字符和字符（一个字符结束到下一个字符开始）之间的时间间隔是可变的，并不需要严格限制他们之间的关系。异步传输以字符为传输单位，在发送每一个字符时，在字符前附加一位起始位标记字符传输的开始，在字符后附加一位停止位标记字符传输的结束，从而实现收发双方数据传输的同步。异步传输模式如图2-16所示。
    异步传输方式中，收发双方虽然有各自的时钟，但是他们的频率必须保持一致，并且每个字符传输时都要同步一次，从而保证数据传输的正确。异步传输的优点是实现方法简单，双发双方不需要严格的同步，缺点是每个字符都要加入“起始位”和“停止位”等位，增加了开销，效率也较低，不适合高速数据传输。