数据链路层：奇偶检验与CRC

"CH3数据链路层1" 数据链路层是计算机网络的第二层，它的主要任务是将物理层传输的原始比特流组织成帧，并确保这些帧能正确无误地从源节点传输到目的节点。在这一过程中，数据链路层采用各种错误检测机制来确保数据的完整性。本节主要讨论了两种错误检测方法：奇偶检验和CRC（循环冗余校验）。 奇偶检验是一种简单的错误检测方法，用于检查数据中1的数量是否为奇数或偶数。二维奇偶检验在此基础上更进一步，将数据分为n段，每段占据一行。每一行和每一列都进行单独的奇偶校验。在接收端，如果发现某行或某列的奇偶性不正确，那么可以定位到错误发生的行和列的交叉位置，从而找出错误位。然而，二维奇偶检验只能检测到单个错误位，无法纠正错误，且无法确定偶数位的错误。 CRC（循环冗余校验）是一种更为强大的错误检测方法，其基于模二除法运算。在数据的末尾添加n个0作为校验位，然后用一个预先约定的除数（由S和R双方确定）对整个数据（包括校验位）进行模二除法。这里的“除法”实际上是逐位异或操作，因为是模二运算，所以没有借位，只有异或。如果数据能被除数整除，那么CRC校验通过，否则表示数据在传输过程中出现了错误。CRC的检错率非常高，但同样不具备纠错能力，只能发现错误并要求重传。 在数据链路层，数据帧的丢失、重复和乱序是常见的问题。为了解决这些问题，通常采用超时重传和确认帧机制。当接收方R接收到数据帧后，如果未收到确认帧，它会认为数据帧丢失并触发重传。如果接收方R收到两个相同的数据帧，它会识别并丢弃多余的副本。同时，发送方S在未收到确认帧时也会持续重传，直到收到确认为止。为了确保数据帧的唯一性，可以在帧头中加入序号，以便匹配数据帧和确认帧。 此外，滑动窗口协议是一种有效的流量控制机制，允许发送方在等待确认之前发送多个数据帧，从而提高了效率并减少了传播延迟。这种方法可以处理数据帧的丢失、重复和乱序，确保数据的正确传输。 数据链路层通过奇偶检验和CRC等技术确保数据帧的完整性，并通过超时重传和确认帧机制处理传输中的错误。滑动窗口协议则进一步优化了数据传输的效率和可靠性。这些技术是构建可靠网络通信的基础，对于理解网络底层工作原理至关重要。