文章目录

• 一、 奇偶校验码
• 二、 奇偶校验码 特点
• 三、 奇偶校验码 示例
• 四、 CRC 循环冗余码 ( 原理说明 )
• 五、 CRC 循环冗余码 计算示例
• 六、 CRC 循环冗余码 生成多项式

一、 奇偶校验码

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奇偶校验码 组成 :

① 信息元 : $n-1$ 位 ; 要发送的有效数据 ;

② 校验元 : $1$ 位 ; 冗余码 ;

③ 奇校验码 : $1$ 的个数为 奇数 ; 冗余位 $1$ ;

④ 偶校验码 : $1$ 的个数为偶数 ; 冗余位 $0$ ;

二、 奇偶校验码 特点

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奇偶校验码 特点 : 该编码方法 , 只能检查 奇数个 比特错误 , 如果有 偶数个比特错误 , 无法检查出来 , 检错率是 $50\%$ ;

三、 奇偶校验码 示例

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奇偶校验码 示例 :

传输 字符 ‘S’ 的 ASCII 码 $1100101$ , 使用 奇校验码 , 在 数据前 添加 $1$ 位 冗余位 $1$ , 表明 $1$ 的个数为奇数 , 上述数据的 $1$ 的个数为 $5$ 个 , 是奇数个 ;

奇数个错误 : 如果接受到的数据中 $1$ 的个数是 偶数个 , 此时就能检测出数据错误 ;

偶数个错误 : 如果接收到的数据中 $1$ 的个数为 奇数个 , 那么就会判断接收的数据是正确的 ; 无法检查出 偶数个错误 ;

四、 CRC 循环冗余码 ( 原理说明 )

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发送端 :

① 要传输的数据 : $5$ ;

② 生成多项式 : $2$ ;

③ 计算冗余码 : 使用 $\frac{要传输的数据}{生成多项式}=\frac{5}{2}$ , 商是 $2$ , 余数是 $1$ ;

④ 冗余码 : 余数 $1$ 就是 FCS 帧检验序列 , 也就是 冗余码 ;

⑤ 最终发送的数据 : $5+1=6$

接收端 :

① 接收到的数据 : $6$ ;

② 生成多项式 : $2$ ;

③ 判定差错 : 计算 $\frac{接收到的数据}{生成多项式}$ 余数是否为 $0$ , 如果余数为 $0$ , 说明传输过程中没有错误 ;

数据链路层 使用 CRC 循环冗余校验编码 , 进行差错控制 , 只能做到无差错接收 , 凡是接收到的数据帧 , 都是正确的 ;

五、 CRC 循环冗余码 计算示例

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发送数据 $1101011011$ , 使用 CRC 循环冗余码 , 生成多项式是 $10011$ , 求最终的发送数据 $?$

最终发送的数据组成 : 原始数据 $1101011011$ + 帧检验序列 FCS ;

计算 帧检验序列 FCS :

① 数据加 冗余码 位数个 $0$ : 首先确定 冗余码 位数 , 冗余码的位数是 生成多项式的 阶 , 即 生成多项式 $10011$ 的 总位数 减去 $1$ , 相当于 离散数学 中的生成函数的 最高位次幂 ; FCS 的位数是 $4$ 位 ;

生成多项式 是 $N$ 位 , 那么阶 就是 $N-1$ 位 , FCS 帧检验序列就是 $N-1$ 位 ;

数据加 $4$ 个 $0$ 后为 $11010110110000$

② 模 $2$ 除法 : 数据 加上 $0$ 后 , 除以 生成多项式 , 余数就是 FCS 帧检验序列 ;

二进制除法 , 与十进制除法不同的是 , 每个除法相除的计算是 异或操作 ;

异或运算 : 同 $0$ , 异 $1$ ;

模 $2$ 除法计算过程分析 :

• $11010$ 异或 $10011$ 计算得到 $1001$ , 然后下一位 $1$ 落下来 , 得到 $10011$ ;
• $10011$ 异或 $10011$ 计算得到 $00000$ , 然后下面 $5$ 位 落下来 , 得到 $10110$ ;
• $10110$ 异或 $10011$ 计算得到 $101$ , 然后下 $2$ 位落下来 , 得到 $10100$ ;
• $10100$ 异或 $10011$ 计算得到 $1110$

最终计算出来的 帧检验序列 是 $1110$ ;

最终发送的数据是 : $1101011011$ $1110$

接收端接收数据并校验 :

① 检验过程 : 接收端接收 上述 $1101011011$ $1110$ 数据 , 将上述数据 与 生成多项式 $10011$ 相除 , 如果余数为 $0$ 说明该数据帧没有差错 ;

② 结果判定 : 如果余数不为 $0$ , 说明数据帧错误 , 而且不知道哪里出现错误 , 丢弃该数据帧 , 重新发送 ;

六、 CRC 循环冗余码 生成多项式

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生成多项式 : $G(x)=x^3+x^2+1$

相当于 : $G(x)=x^3+x^2+0x^1+x^0$

对应的模二运算的除数 : $1101$ ;

• $x$ 的 $0$ 次幂系数为 $1$ , 对应第 $0$ 位 为 $1$ ;
• $x$ 的 $1$ 次幂系数为 $0$ , 对应第 $1$ 位 为 $0$ ;
• $x$ 的 $2$ 次幂系数为 $1$ , 对应第 $2$ 位 为 $1$ ;
• $x$ 的 $3$ 次幂系数为 $1$ , 对应第 $3$ 位 为 $1$ ;

生成多项式对应的 二进制数 , 总位数是最高次幂加一 , 每一位是对应位前的系数 $0$ 或 $1$ ;

总结

以上是生活随笔为你收集整理的【计算机网络】数据链路层 : 差错控制 ( 检错编码 | 奇偶校验码 | CRC 循环冗余码 )★的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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