【正文】 循環(huán)冗余檢驗(yàn)實(shí)例（續(xù)） 二進(jìn)制模二算法，加法不進(jìn)位，減法不錯(cuò)位。 ? 再將得到的 (n + k ) bit 的數(shù)除以事先選定好的長(zhǎng)度為 (k + 1) bit 的數(shù) P （ g(x)的系數(shù)），得出商是 Q 而余數(shù)是 R（冗余碼） ，余數(shù) R 比除數(shù) P 至少要少 1 個(gè)比特。 ? 若有 n bit的數(shù)據(jù) M 要發(fā)送， g(x)最高冪為 k 。 冗余碼的計(jì)算 ? 計(jì)算所得的 y’(x)，稱為 冗余碼。接收端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)也除 g(x)生成余數(shù)多項(xiàng)式 y’(x)。 循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理 ? 在數(shù)據(jù)鏈路層傳送的幀中，廣泛使用了循環(huán)冗余檢驗(yàn) CRC（ cyclic redundancy code） 的檢錯(cuò)技術(shù)。 ? 隨時(shí)存在 ? 幅度小 ? 頻譜寬 ? 沖擊噪聲：外界電磁干擾產(chǎn)生。 ?從參考模型的角度看，數(shù)據(jù)鏈路層是改善數(shù)據(jù)質(zhì)量最重要的一層。第四章 數(shù)據(jù)鏈路層 本章學(xué)習(xí)要求 ? 了解數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與性質(zhì) ? 掌握誤碼率的定義與差錯(cuò)控制方法 ? 掌握數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念 ? 了解面向字符型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例 — BSC ? 掌握面向比特型數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議實(shí)例 — HDLC ? 掌握 Inter中數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 — PPP 差錯(cuò)產(chǎn)生與差錯(cuò)控制方法 ? 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)鏈路層的原因 ?在原始的物理傳輸線路上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)存在差錯(cuò)。 ?將有差錯(cuò)的物理線路改進(jìn)成邏輯上無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路，向網(wǎng)絡(luò)層提供高質(zhì)量的服務(wù)。 差錯(cuò)產(chǎn)生與差錯(cuò)控制方法 （續(xù)） ? 差錯(cuò)產(chǎn)生的過(guò)程 出現(xiàn)差錯(cuò) 0 1 0 0 1 0 1 0 0 還原后 的數(shù)據(jù) t 接收到的 失真信號(hào) 0 1 0 0 1 1 1 0 0 t 發(fā)送的 基帶信號(hào) t 采樣時(shí)刻 差錯(cuò)產(chǎn)生與差錯(cuò)控制方法 （續(xù)） ? 差錯(cuò)產(chǎn)生的原因和差錯(cuò)類型 ?傳輸過(guò)程中存在噪聲是產(chǎn)生差錯(cuò)的主要原因 ?噪聲分兩種：熱噪聲和沖擊噪聲 ? 熱噪聲：傳輸導(dǎo)體的電子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。 ? 突發(fā)性 ? 幅度大 ? 與數(shù)據(jù)傳輸中每比特發(fā)送時(shí)間相比延續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng) 差錯(cuò)產(chǎn)生與差錯(cuò)控制方法 （續(xù)） ? 誤碼率 Pe = Ne / N （ N：傳輸?shù)目偙忍財(cái)?shù)， Ne： 傳錯(cuò)的比特?cái)?shù)） ? 電話線平均誤碼率 104~106 ? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要求的平均誤碼率 109 差錯(cuò)產(chǎn)生與差錯(cuò)控制方法 （續(xù)） ? 檢錯(cuò)碼與糾錯(cuò)碼 ?糾錯(cuò)碼：可自動(dòng)發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤 ?檢錯(cuò)碼：只可檢測(cè)傳輸信號(hào)的錯(cuò)誤，但不能糾正，須配合重傳機(jī)制。 ? 工作原理：將要發(fā)送的數(shù)據(jù)比特序列當(dāng)作一個(gè)多項(xiàng)式 f(x)的系數(shù)，在收發(fā)雙方預(yù)先約定一個(gè)多項(xiàng)式 g(x)，用 f(x)除 g(x)求得一個(gè)余數(shù)多項(xiàng)式 y(x)，將 y(x)的系數(shù)加到發(fā)送數(shù)據(jù)比特序列之后一并發(fā)送。若 y’(x) =0，則表示傳送無(wú)差錯(cuò)；若 y’(x) ≠0 ，則表示傳輸有差錯(cuò)。 ? g(x)為 CRC生成多項(xiàng)式，由協(xié)議規(guī)定。 ? 先用 二進(jìn)制的模 二 運(yùn)算 進(jìn)行 2k 乘 M 的運(yùn)算，這相當(dāng)于在 M 后面添加 k 個(gè) 0。 冗余碼的計(jì)算舉例 ?例 1：若接收端接收到得據(jù)比特為：1010001111001，傳輸采用 CRC檢錯(cuò)方法，約定的生成多項(xiàng)式 g(x)=x5+x4+x2+1 ，問(wèn)接收到得數(shù)據(jù)是否出錯(cuò)。相當(dāng)于異或操作。 冗余碼的計(jì)算舉例（續(xù)） ? ∵ g(x)=x5+x4+x2+1 ? ∴ 得到 k=5，除數(shù) P=110101 ? 對(duì)要發(fā)送的數(shù)據(jù)乘以 x5，得到 M=101000110100000 ?用 M除以 P 1101010110 ← Q 商 除數(shù) P → 110101 101000110100000 ← 2nM 被除數(shù) 110101 111011 110101 111010 110101 111110 110101 101100 110101 110010 110101 01110 ← R 余數(shù) 循環(huán)冗余檢驗(yàn)實(shí)例（續(xù)） 二進(jìn)制模二算法，加法不進(jìn)位，減法不錯(cuò)位。 循環(huán)冗余檢驗(yàn)實(shí)例（續(xù)） ? 模二運(yùn)算的結(jié)果是：商 Q = 1101010110， 余數(shù) R = 01110。 冗余碼的計(jì)算舉例 ?例 3：若接收到的數(shù)據(jù)比特為： 101000110101110 ，傳輸采用 CRC檢錯(cuò)方法，約定的生成多項(xiàng)式 g(x)=x5+x4+x2+1 ，檢驗(yàn)數(shù)否有錯(cuò)。相當(dāng)于異或操作。 ? 但這種檢測(cè)方法并不能確定究竟是哪一個(gè)或哪幾個(gè)比特出現(xiàn)了差錯(cuò) 。 ? 只要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的挑選 ， 并使用位數(shù)足夠多的除數(shù) P， 那么出現(xiàn)檢測(cè)不到的差錯(cuò)的概率就很小很小 。 ? “ 無(wú)差錯(cuò)接受 ” 是指： “ 凡是接受的幀 （ 即 不包括丟棄的幀 ） ， 我們都能以非常接近于 1 的概率認(rèn)為這些幀在傳輸過(guò)程中沒(méi)有產(chǎn)生差錯(cuò) ” 。 ? 要做到 “ 可靠傳輸 ” （ 即發(fā)送什么就收到什么 ）就必須再加上 確認(rèn) 和 重傳 機(jī)制 （ 差錯(cuò)控制機(jī)制 ） 。 ?一條鏈路只是一條通路的一個(gè)組成部分。若把實(shí)現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。 ?一般的適配器都包括了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層這兩層的功能。 ? 早期的數(shù)據(jù)通信協(xié)議曾叫作 通信規(guī)程(procedure)。 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 幀 幀 數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能 (1) 鏈路管理：數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放。 (3) 流量控制：使發(fā)送的數(shù)據(jù)能來(lái)得及接收。 (5) 透明傳輸：將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開(kāi) 。 數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù) ?面向連接確認(rèn)服務(wù) ?無(wú)連接確認(rèn)服務(wù) ?無(wú)連接不確認(rèn)服務(wù) 數(shù)據(jù)鏈路層的簡(jiǎn)化模型 局域網(wǎng) 廣域網(wǎng) 主機(jī) H1 主機(jī) H