计算机网络——差错检测

差错检测

• 实际的通信链路都是不理想的,比特在传输过程中可能会产生差错：1可能会变成0而0也可能变成1。这种称之为比特差错

• 在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比特率称之为误码率(Bit Error Rate)
  

使用差错检测码来检测数据在传输过程中是否产生了比特差错，是数据链路层所要解决的问题之一。

• 奇偶校验
  在待发送的数据后面添加一位奇偶校验位，使整个数据(包括在添加的校验位之内)中"1"的个数为奇数（奇数验）或偶数校验
  如果有奇数个位发生误码，则奇偶性发生变化，可以检测出误码
  如果有偶数个位发生误码，则奇偶性不发生改变，不能检测出误码
  奇校验——传输过程中产生1位误码 "1"数量的奇性改变，可检出错误 奇校验
  奇校验——传输过程中产生2位误码 "1"数量的奇性不改变，无法检出错误 奇校验
  偶校验——传输过程中产生1位误码 "1"数量的偶性改变，无法检出错误 偶校验
  偶校验——传输过程中产生2位误码 "1"数量的奇性不改变，无法检出错误 偶校验

循环冗余校验CRC

• 收到双方约定好生成一个多项式G（x）
• 发送基于待发送的数据和生成多项式计算错检测（冗余码），将其添加待传输数据的后面一起传输；
• 接收方通过生成多项式来计算收到的数据是否产生了误码
  生成多项式举例

G(x) = x^4+ x2 + x + 1
=1 * x^4 +0 * x^3 +1 * x^2 + 1 * x^1 + 1 * x^0

生成多项式各项系数构成的比特串为：10111

差错检测

• 检错码 只能检测出帧在传输过程中出现了差错，但并不能定位错误，因此无法纠正错误

• 要想纠正错误的差错，可以使用冗余信息更多的纠错码来前向纠错。但纠错码的开销比较大，在计算机网络中较少使用

• 循环冗余校验CRC有很好的检错能力（漏检率非常低）虽热计算比较复杂，但非常易于用硬件实现，因此被广泛用于数据链路层