计算机网络中的错误检测

错误是接收方的信息与发送方的信息不匹配的情况。在传输过程中,数字信号会受到噪声的影响,这些噪声会在从发送方传输到接收方的二进制位中引入错误。这意味着0位可以改变为1,或者1位可以改变为0。nbsp;你好

数据(在OSI模型的数据链路层或传输层实现)可能会被噪声扰乱或在传输消息时被破坏。为了防止这样的错误,错误检测码作为额外的数据被添加到数字消息中。这有助于检测在消息传输期间可能发生的任何错误。

类型的错误

单位错误

单比特错误是指当一个比特(即,单个二进制数字)在传输期间被改变,从而导致不正确或损坏的数据单元。

单位错误

多位错误

多位错误是当数据传输中的多于一位受到影响时出现的错误类型。虽然与单比特错误相比,多比特错误相对较少,但它们仍然可能发生,特别是在高噪声或高干扰数字环境中。

多位错误

突发错误

在数字传输中,当几个连续的比特被错误地翻转时,就会产生突发错误。此错误会导致一系列连续的错误值。

突发错误

为了检测错误,常用的技术是引入提供附加信息的冗余位。用于错误检测的各种技术包括:

  1. 简单奇偶校验
  2. 二维奇偶校验
  3. 校验和
  4. 循环冗余校验
     

错误检测方法

简单奇偶校验

简单位奇偶校验是一种简单的错误检测方法,涉及向数据传输添加额外的位。它的工作原理是:

  • 如果块包含奇数个1,则将1添加到块,并且
  • 如果0包含偶数个1,则添加0

这个方案使得1的总数为偶数,这就是为什么它被称为偶数奇偶校验。nbsp;你好

1

缺点

  • 单奇偶校验甚至不能检测到否。位错误。& nbsp;你好
  • 例如,要发送的数据是101010。发送到接收器的码字是1010101(我们使用了偶校验)。nbsp;你好
    让我们假设在传输期间,码字的两位翻转为1111101。
    一个人,没有错误,这是一个错误的假设。 of ones to be even and hence no error, which is a wrong assumption.

二维奇偶校验

为每一行计算二维奇偶校验位,其等效于简单奇偶校验位。还为所有列计算奇偶校验位,然后将两者与数据沿着发送。在接收端,将这些与在接收数据上计算的奇偶校验位进行比较。

2

校验和

校验和错误检测是用于识别传输数据中的错误的方法。该过程包括将数据划分为大小相等的段,并使用1的补码来计算这些段的和。然后将计算的和与数据沿着发送到接收器。在接收器端,重复相同的过程,并且如果在总和中获得所有零,则意味着数据是正确的。

校验和-在发送方侧的操作

  • 首先,将数据划分为k个段,每个段具有m个比特。
  • 在发送端,使用1的补码算法将这些段相加以获得总和。对该和进行求补以得到校验和。
  • 校验和段与数据段沿着发送。

校验和-在接收器侧的操作

  • 在接收器端,使用1的补码运算将所有接收到的段相加以得到总和。和是互补的。
  • 如果结果为零,则接受接收到的数据;否则丢弃。
2 (1)

缺点

  • 如果一个段的一个或多个比特被损坏并且第二段中的相反值的对应比特或多个比特也被损坏。

循环冗余校验

  • 与基于加法的校验和方案不同,CRC基于二进制除法。
  • 在CRC中,被称为循环冗余校验位的冗余位序列被附加到数据单元的末尾,使得所得到的数据单元变得可被第二预定二进制数精确整除。
  • 在目的地,输入的数据单元除以相同的数。如果在该步骤中没有余数,则数据单元被认为是正确的并且因此被接受。
  • 余数表示数据单元在传输过程中损坏,因此必须拒收。
3
4

优点:

提高数据可靠性:错误检测可确保通过网络传输的数据可靠、准确且无错误。这确保了接收方接收到的数据与发送方传输的数据相同。

提高网络性能:错误检测机制有助于识别和隔离导致错误的网络问题。这有助于提高网络的整体性能并减少停机时间。

增强的数据安全性:错误检测还可以帮助确保通过网络传输的数据是安全的,并且没有被篡改。

缺点:

开销:错误检测需要额外的资源和处理能力,这可能导致网络开销增加。这可能导致网络性能降低和延迟增加。

假阳性:错误检测机制有时会生成误报,这可能导致不必要的数据重传。这可能进一步增加网络上的开销。

有限纠错:错误检测只能识别错误,但不能纠正错误。这意味着接收方必须依赖发送方来重新传输数据,这可能导致进一步的延迟和增加的网络开销。

THE END
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