同步传输和异步传输有什么区别?
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。
同步——是:要“接收方”按照“发送方”发送的每个位的起止时刻和速率来接收数据,否则会产生误差。通常可以采用【同步传输】或【异步传输】的方式对位进行同步处理。
1. 异步传输(Asynchronous Transmission)——异步传输将“比特bit”分成小组进行传送,小组可以是8位的1个字符或更长。
异步传输的“比特组”——是:1个字符 / 几个字符,但不会太多。 “发送方”可以在任何时刻发送这些“比特”组,而“接收方”从不知道它们会在什么时候到达。
一个常见的例子是——计算机键盘与主机的通信。按下一个字母键、数字键或特殊字符键,就发送一个8比特位的ASCII代码。键盘可以在任何时刻发送代码,这取决于用户的输入速度,主机内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。
———————————————————————————————— 异步传输存在一个潜在的问题——即“接收方”并不知道“数据”会在什么时候到达。在它检测到数据并做出响应之前,第一个比特已经过去了。 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,漏掉了最前面的几个词。
———————————————————————————————— (1)因此,每次“异步传输”的信息 都以 “一个起始位”开头: (2)它通知接收方数据已经到达了,这就给了“接收方” 响应及接收和缓存“数据比特”的时间;
(3)在传输结束时,“一个停止位”表示该次传输信息的终止。 (4)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:
首先:异步传输的开始位使信号变成0;
其次: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;
注意:该信号一直保持到下一个开始位到达。
例如:在键盘上数字“1”,按照8比特位的扩展ASCII编码,将发送
“00110001”,同时需要在8比特位的前面加一个起始位,后面一个停止位(即:0001100011
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异步传输——其实现比较容易,由于每个信息都加上了“同步信息——即:一位起始位,一位终止位”,这样产生了较多的开销。
在上面的例子,每8个比特要多传送两个比特,总的传输负载就增加25%。对于数据传输量很小的低速设备来说问题不大,但对于那些数据传输量很大的高速设备来说,25%的负载增值就相当严重了。因此,异步传输常用于低速设备。
2. 同步传输(Synchronous Transmission)——同步传输的“比特分组”要大得多。它不是独立地发送每个字符,也不是每个字符都有自己的开始位和停止位,而是把它们组合起来一起发送。
同步传输的“比特组”——我们将这些组合称为:数据帧 / 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“异步传输”中提到的起始位,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。
数据帧的“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“异步传输”中提到的停止位,用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。
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(1)“同步传输”通常要比“异步传输”快速得多。 (2)“接收方”不必对每个字符进行开始和停止的操作。
(3)一旦检测到“帧同步字符SYN”——接收方就在接下来的数据到达时接收它们。
(4)另外,【同步传输】的开销也比较少。例如,一个典型的帧可能有500字节(即4000比特)的数据,其中可能只包含100比特的开销。这时,增加的比特位使传输的比特总数增加2.5%,这与异步传输中25 %的增值要小得多。 (5)随着“数据帧”中实际数据比特位的增加,开销比特所占的百分比将相应地减少。
但是,数据比特位越长,缓存数据所需要的缓冲区也越大,这就限制
了一个帧的大小。另外,帧越大,它占据传输媒体的连续时间也越长。在极端的情况下,这将导致其他用户等得太久。
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重点概述:
(1)【同步传输方式】中——“发送方”和“接收方”的时钟是统一的,字符与字符间的传输是:同步无间隔的。
(2)【异步传输方式】中——“发送方”和“接收方”的时钟并不是统一的,字符与字符间的传输是:异步有间隔的。
同步与异步传输的区别:
1.【异步传输】是面向“字符”(1个字符=8个比特bit)的传输 【同步传输】是面向“比特bit”的传输。
2.【异步传输】的单位是“字符”
【同步传输】的单位是“帧”(一个帧可包含“几百个字节”,即“几千个比特bit”)。
3.【异步传输】通过“字符起止位”的开始和停止码抓住再同步的机会 【同步传输】则是以数据中抽取同步信息“即:同步子符SYN”。
4.【异步传输】对时序的要求较低
【同步传输】往往通过特定的时钟线路协调时序。
5.【异步传输】相对于【同步传输】效率较低(即:“异步传输”
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