12.2. 四个层

协议库构建为四个层的堆栈，每一层解决单个问题，并构建在它下面的层之上。本章的其余部分将从下到上遍历这个堆栈。

12.2.1. 传输

最底部是摄像头与主机之间的字节管道。协议库不在意由哪一种来承载字节：

• 通过摄像头插入的 USB 端口进行 USB-CDC。这是每台摄像头的默认且带宽最高的选项。

• 通过摄像头上一对 GPIO 引脚进行 UART，连接到主机上的串行适配器。适用于 USB 端口繁忙或无法物理访问的无头部署。

传输层的唯一工作就是“字节进去，字节出来，且保持顺序”。这一层之上的一切都假定传输按写入顺序传递字节，但允许字节本身被损坏或链路完全中断。有损突发（缺失几个字节）和干净中断（整条链路消失一段时间后又恢复）都在更上层处理。

12.2.2. 分帧

再往上一层为字节流强加结构。每条消息都成为一个数据包——一个 10 字节的头部，后跟一个有效载荷，再后跟一个 4 字节的尾部。头部携带：

• 一个 2 字节的同步字（0xD5AA），让接收方在失步后重新找到数据包的起始位置。

• 一个 1 字节的序列号，供可靠性层使用。

• 一个 1 字节的通道 ID，表示数据包属于哪个逻辑流。

• 一个 1 字节的标志字段，用于 ACK / NAK / 分片 / 事件位。

• 一个 1 字节的操作码，用于区分协议命令、系统命令和通道命令。

• 一个 2 字节的有效载荷长度。

• 一个针对前八个头部字节的 2 字节 CRC。

有效载荷紧随其后，然后是一个针对有效载荷本身的 4 字节 CRC。这两个 CRC 独立地捕获损坏：头部中翻转的一位会使头部 CRC 失效，接收方无需读取有效载荷即可丢弃该数据包。

12.2.3. 可靠性

可靠性层将“可能到达的数据包”变为“已经到达的数据包”。它跟踪头部中的序列号，要求对方为每个需要确认的数据包发送确认，并在确认未在超时内到达时进行重传。默认情况下，重传超时从 500 毫秒开始，每次重试翻倍，放弃前重试三次。

上述每种行为都可在 protocol.init() 调用中配置：对于单向流可以关闭 ACK，在完全干净的传输上可以跳过 CRC 验证，并且可以针对慢速或高延迟链路调整重传参数。

12.2.4. 通道

最顶层是应用代码所看到的。通道 是一个由 0 到 31 的通道 ID 标识的命名逻辑流。一个传输上最多可共存 32 个通道；每个通道都独立于其他通道，通过其在每个数据包头部中的 ID 寻址。摄像头启动时带有四个内置通道——stdin、stdout、stream 和 profile——应用代码通过调用 protocol.register() 并传入一个 Python 类在其之上注册更多通道。

这四个层不混淆各自的职责。分帧层不了解通道；可靠性层不了解数据包内容；通道层不了解字节如何到达。正是这种分离使得传输的更换（例如从 USB 到 UART）不会向上波及通道代码，也正是它使得本章的其余部分可以一次一层地逐步阅读。