【计算机网络篇】数据链路层(3)差错检测

文章目录

  • 🥚误码
  • 🍔两种常见的检错技术
    • ⭐奇偶校验
    • ⭐循环冗余校验
      • 🎈例子

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🥚误码

误码首先介绍误码的相关概念
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🍔两种常见的检错技术

⭐奇偶校验

奇校验是在待发送的数据后面添加1个校验位,使得添加该校验位后的整个数据中比特1的个数奇数
偶校验是在待发送的数据后面添加1个校验位,使得添加该校验位后的整个数据中比特1的个数偶数


我们来看下面的例子

奇校验
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偶校验
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于是我们得到了下面的结论

在所传输的数据中,如果有奇数个位发生误码,则所包含比特1的数量的奇偶性会发生改变,可以检测出误码。
在所传输的数据中,如果有偶数个位发生误码,则所包含比特1的数量的奇偶性不会发生改变,无法检测出误码(漏检)

⭐循环冗余校验

数据链路层广泛使用漏检率极低的循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)检错技术。
循环冗余校验CRC的基本思想:

收发双方约定好一个生成多项式G(X)
发送方基于待发送的数据和生成多项式G(X),计算出差错检测码(冗余码),将冗余码添加到待发送数据的后面一起传输。
接收方收到数据和冗余码后,通过生成多项式G(X)来计算收到的数据和冗余码是否产生了误码。

发送方CRC操作
如下图所示
在这里插入图片描述进行除法,将待发送的数据作为被除数的一部分,后面添加生成多项式最高次个0以构成被除数。
生成多项式各项系数构成的比特串作为除数,进行除法,得到商和余数
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将余数添加到发送数据的后面,一起发送。

注意:
商仅作为标记,防止计算过程对错位
余数的长度应与生成多项式最高次数相同,作为冗余码
这里的除法是指:二进制模2除法,二进制模2除法既不向上进位,也不比较除数和被除数的对应位数值的大小,只要以相同位数进行相除即可,相当于对应位进行逻辑异或运算

接收方CRC操作
如下图所示
与发送方类似,也要进行除法。
收到的数据和冗余码作为被除数,生成多项式各项系数构成的比特串作为除数,进行除法,得到商和余数。
如果余数为0,就可判定数据和冗余码中没有出现误码,否则出现了误码在这里插入图片描述生成多项式举例
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🎈例子

发送方
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将冗余码添加到待发送数据的后面进行发送
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接收方
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注意:在这里插入图片描述

数据链路层的差错检测通常通过循环冗余检验(CRC)来实现。CRC是一种基于多项式除法的技术,用于对数据帧进行检验,以确定数据在传输过程中是否发生了错误。

在数据链路层,发送方在发送数据帧之前会计算出一个CRC码,并将其附加到数据帧的尾部。接收方在接收数据帧后,也会计算接收到的数据帧中的CRC码,然后与接收到的CRC码进行比较。如果两者不一致,则表明数据帧在传输过程中发生了错误。

通过CRC的差错检测,数据链路层能够及时发现数据帧中的比特错误,从而提高数据传输的可靠性。

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