数据链路层CRC检错原理与成帧方法解析

"CRC检错举例-数据链路层" 数据链路层是网络协议的第二层，负责在两个相邻节点之间提供可靠的通信路径。它处理的问题包括为网络层提供服务、成帧、差错控制以及流量控制。本节主要讨论CRC（Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验）在数据链路层的检错应用。 CRC是一种广泛用于数据通信和存储中的错误检测方法，通过计算数据的一种特定的校验和来检测传输过程中可能发生的错误。在给定的例子中，我们有一个数据帧1101011011（m=10），其生成多项式为G(x) = x4 + x + 1（r=4）。这个生成多项式表示了CRC校验码的长度，即附加到数据后面的校验位数。进行CRC计算时，我们把数据看作是x的多项式M(x)，并用生成多项式G(x)去除，得到商和余数。在这个例子中，11010110110000（原始数据加上额外的0以匹配生成多项式的位数）除以10011（二进制表示的G(x)），得到的商是1110，余数为0。因此，发送的数据帧是原始数据后面加上余数，即11010110111110。 在接收端，接收到的数据帧11010110111110同样用G(x)去除，如果除法结果的余数为0，说明传输过程中没有错误；若非零，则表明可能存在错误。在这个例子中，接收端的除法结果为0，验证了数据帧的完整性。 数据链路层还需要解决其他问题，如成帧，即将比特流分割成独立的帧，以便在网络层处理。成帧方法包括字符计数法、字符填充的首尾标识法、位填充的首尾标识法和物理层编码违例法。这些方法各有优缺点，例如字符计数法简单但易受控制字符传输错误的影响，而字符填充的首尾标识法虽然能解决同步问题，但需处理数据中的特殊字符。 此外，数据链路层还需执行差错控制，确保数据的正确传输。这可以是无确认的无连接服务、有确认的无连接服务或有确认的面向连接服务。无连接服务不保证数据帧的顺序或可靠性，而面向连接的服务则通过建立连接、数据传输和连接释放来提供更高级别的保障。 最后，流量控制是确保数据传输速率适中，防止接收方因数据过快而无法处理。这些功能使得数据链路层成为网络通信中的关键层，确保了数据在物理层之上可靠地传输。