Ch3.数据链路层(二)

简介: 数据链路层是OSI参考模型中的第二层,介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自物理层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。

三.差错控制(检错编码)

1.差错从何而来?

概括来说,传输中的差错都是由于噪声引起的.

全局性  1.由于线路本身电气特性所产生的随机噪声(热噪声),是信道     固有的,随机存在的. 解决办法:提高信噪比来减少或避免干扰

局部性  2.外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声,是产生差错的主要       原因 解决办法:通常利用编码技术来解决

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2.数据链路层的差错控制

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冗余编码:简单来说,就是在发送数据时侯,我们不仅要发送原始数据,同时还要在数据后面附加上几位比特,这几位比特就是冗余码,作用就是和原来的数据构成某种规则,把这个组合发出去,接收方按照和发送方共识的规则来检查是不是有问题.

3.奇偶检验码

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4.CRC循环冗余码

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TIPS:多项式N位,阶为N-1。

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在数据链路层仅仅使用循环冗余检验CC差错检测技术,只能做到对帧的无差错接收,即“凡是接收端数据链路层接受的帧,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”。接收端丢弃的帧虽然曾收到了,但是最终还是因为有差错被丢弃。“凡是接收端数据链路层接收的帧均无差错”。

四.差错控制(纠错编码)

1.海明码

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1.1海明距离

两个合法编码(码字)的对应比特取值不同的比特数称为这两个码字的海明距离(码距),一个有效编码集中,任 意两个合法编码(码字)的海明距离的最小值称为该编码集的海明距离(码距)

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2.步骤

2.1确定校验码位数r

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2.2确定校验码和数据的位置

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2.3求出校验码的值

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2.4.检错并纠错

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Summary:

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习题:

选择

1.通过提高信噪比可以减弱其影响的差错是(A)。A.随机差错B.突发差错C.数据丢失差错D.千扰差错

一般来说,数据的传输差错是由噪声引起的。通信信道的噪声可以分为两类:热噪声和冲击噪声。热噪声一般是信道固有的,引起的差错是随机差错,可以通过提高信噪比来降低它对数据传输的影响。冲击噪声一般是由外界电磁干扰引起的,引起的差错是突发差错,它是引起传输差错的主要原因,无法通过提高信噪比来避免。

2.下列有关数据链路层差错控制的叙述中,错误的是(A)A.数据链路层只能提供差错检测,而不提供对差错的纠正B.奇偶校验码只能检测出错误而无法对其进行修正,也无法检测出双位错误C.CRC校验码可以检测出所有的单比特错误D.海明码可以纠正一位差错

链路层的差错控制有两种基本策略:检错编码和纠错编码。常见的纠错码有海明码,它可以纠正一位差错。

3.下列属于奇偶校验码特征的是(A)。A.只能检查出奇数个比特错误B.能查出长度任意一个比特的错误C.比CRC检验可靠D.可以检查偶数个比特的错误

奇偶校验的原理是通过增加冗余位来使得码字中“1”的个数保持为奇数或偶数的编码方法,它只能发现奇数个比特的错误。

4.字符S的ASCII编码从低到高依次为1100101,采用奇校验,在下述收到的传输后字符中,错误(D)不能检测。A.11000011B.11001010C.11001100D.11010011

既然采用奇校验,那么传输的数据中1的个数若是偶数个则可检测出错误,若1的个数是奇数个,则检测不出错误,因此选D。

5.为了纠正2比特的错误,编码的海明距应该为(D)。A.2B.·3C.4D.5

海明码“纠错”d位,需要码距为2d+1的编码方案;“检错”d位,则只需码距为d+1。

6.对于10位要传输的数据,如果采用汉明校验码,那么露要增加的冗余信息位数是(B)。A.3B.4C.5D.6

在k比特信息位上附加r比特冗余信息,构成k+r比特的码字,必须满足2^r≥k+r+1。如果k的取值小于等于11且大于4,那么r=4。

7.下列关于循环冗余校验的说法中,(B)是错误的.A.带个校验位的多项式编码可以检测到所有长度小于等于r的突发性错误B.通信双方可以无须商定就直接使用多项式编码C.CRC校验可以使用硬件来完成D.有一些特殊的多项式,因为其有很好的特性,而成了国际标准

在使用多项式编码时,发送端和接收端必须预先商定一个生成多项式。发送端按照模2除法,得到校验码,在发送数据时把该校验码加在数据后面。接收端收到数据后,也需要根据该生成多项式来验证数据的正确性。

8.要发送的数据是1101011011,采用CRC校验,生成多项式是10011,那么最终发送的数据应是()。A.11010110111010B.11010110110110C.11010110111110D.11110011011100

假设一个帧有m位,其对应的多项式为Gx),则计算冗余码的步骤如下:

   ①加0。假设G(x)的阶为r,在帧的低位端加上r个0。

   ②模2除。利用模2除法,用G(x)对应的数据串去除①中计算出的数据串,得到的余数即为冗余码(共”位,前面     的0不可省略)。

多项式以2为模运算。按照模2运算规则,加法不进位,减法不借位,它刚好是异或操作。乘除法类似于二进制运算,只是在做加减法时按模2规则进行。根据以上算法计算可得答案选C。

简答

1.在数据传输过程中,若接收方收到的二进制比特序列为10110011010,接收双方采用的生成多项式为G(x)=x+x+1,则该二进制比特序列在传输中是否出错?如果未出现差错,那么发送数据的比特序列和CRC检验码的比特序列分别是什么?

根据题意,生成多项式Gx)对应的二进制比特序列为11001。进行如下的二进制模2除法,被除数为10110011010,除数为11001:

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所得余数为0,因此该二进制比特序列在传输过程中未出现差错。发送数据的比特序列是1011001,CRC检验码的比特序列是1010。

注意:CRC检验码的位数等于生成多项式G(x)的最高次数,

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