计网第三章---数据链路层2

数据链路层-----差错检测

一、奇偶校验

奇偶校验码是奇校验码和偶校验码的统称，是一种最基本的检错码。

用单个奇偶校验位可检测出链路发生的单个比特差错。

发送方发送的信息由n-1位信息元和1位校验元组成，可以表示成为（n，n-1）。

如果是奇校验码，在附加上一个校验元以后，码长为n的码字中“1”的个数为奇数个；

如果是偶校验码，在附加上一个校验元以后，码长为n的码字中“1”的个数为偶数个。

二、检验和方法

思想：将传输的所有字节当做整数加起来，其和作为检验和，然后将这个检验和连同数据传输到接收方，接收方对收到的数据执行相同的计算，再把得到的结果与收到的检验和进行比较。

互联网检验和就基于这种方法。

三、循环冗余检验

1、为了提供很强的差错检测能力，现代计算机网络普遍在链路层用硬件芯片实现了基于循环冗余检验（CRC—Cyclic Redundancy Check）编码的差错检验技术。

2、循环冗余检验 CRC (Cyclic Redundancy Check) 原理

在发送端，先把数据划分为组。假定每组 k 个比特。

CRC 运算在每组 数据M 后面再添加供差错检测用的 n 位冗余码，然后构成一个帧发送出去。一共发送 (k + n) 位。

假设待传送的数据 M = 1010001101（共k bit）。

发送方和接收方协商一个m

bit的除数P 即可确定我们在数据M的后面添加的供差错检测用冗余码的长度为n bit（n=m-1）。

3、CRC 冗余码的计算

1)，用二进制的模 2 运算进行 2^n 乘 M 的运算，这相当于在 M 后面添加 n 个 0。

2)，得到的 (k + n) 位的数除以事先选定好的长度为 m 位的除数 P，得出商是 Q ，余数是 R，余数 R 比除数 P至 少 少1 位。

3)，将余数 R 在不改变其值的情况下，补充若干个0使其为n位（余数R实为n位，则无需补充0），作为冗余码拼接在数据 M 后面，一起发送出去。

这种为了进行检错而添加的冗余码常称为帧检验序列 FCS (Frame Check Sequence)。

4、帧检验序列 FCS

在数据后面添加上的冗余码称为帧检验序列 FCS (Frame Check Sequence)。

循环冗余检验 CRC 和帧检验序列 FCS 并不等同。

CRC 是一种常用的检错方法，而 FCS 是添加在数据后面的冗余码。

FCS 可以用 CRC 这种方法得出，但 CRC 并非用来获得 FCS 的唯一方法。

注：

仅用循环冗余检验 CRC 差错检测技术只能做到无差错接受 (accept)。

即：“凡是接受的帧（即不包括丢弃的帧），我们都能以非常接近于 1 的概率认为这些帧在传输过程中没有产生差错”。

即：“凡是接收端数据链路层接受的帧均无差错”。