第2讲_协议设计(差错控制技术)

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1、网络协议工程第2讲：协议设计9/8/20211差错控制技术第2讲：协议设计2.1协议模型2.2协议设计的基本内容2.3协议设计方法2.4差错控制技术2.5流量控制技术9/8/20212差错控制技术差错控制技术：内容提纲2.4.1差错类型2.4.2差错检测技术2.4.3差错控制技术2.4.4差错控制与层次的关系9/8/20213差错控制技术差错控制：概述网络通信的目的是通过网络在应用进程间传输信息，任何数据丢失或损坏都将对通信双方产生重要的影响。差错控制是指在网络通信过程中发现(检测)差错，并采取措施纠正，把差错限制在所允许的尽可能小的范围内的技术和方法。

2、差错控制的目的是为了提高数据传输的可靠性，但是任何一种差错控制方法均不可能纠正所有可能出现的差错。9/8/20214差错控制技术差错控制：概述(续)差错控制主要有两种途径：硬件途径。这种途径选用高可靠性的设备和传输媒体(如光纤)及相应的辅助措施(如屏蔽)来提高传输的可靠性。软件途径。这种途径通过通信协议来实现差错控制。在通信协议中，通过差错控制编码(包括检错码和前向纠错码)实现的差错检测、肯定确认、超时重传、否认重传、选择重传等措施来实现差错控制。9/8/20215差错控制技术差错类型根据差错发生的位置，分为三种类型：通信链路差错指有关通信链路上故障、干扰造

3、成的传输错误问题路由差错有关传输报文在路由过程中阻塞、丢失、死锁以及报文顺序错而造成传输的差错问题通信结点差错有关通信中某结点的资源限制、环境条件或文本不符、协议同步关系以及操作错误、硬件故障等，可能影响通信链路的正确联接或正常通常的错误中断等问题9/8/20216差错控制技术差错类型（续）根据差错的表现形式，可分为四类（１）：失真(Distortion)定义：被传送信息中的一个或多个比特发生了改变，或者被传送的信息中插入了一些新的信息(这种情况也称为“插入(Insertion)”)主要原因：网络中物理干扰(如线路噪声)发送者和接收者之间的失步入侵者的故意攻

4、击结点中的硬件故障和软件差错等解决方法：各种校验方法来检测9/8/20217差错控制技术差错类型（续）根据差错的表现形式，可分为四类（２）丢失(Deletion)定义：网络将被传输的信息丢弃主要原因：噪声脉冲对某个帧的破坏程度太大，以致接收方不知道这个帧已经被传输；发送者和接收者之间的失步；流量控制或拥塞控制措施不当时因资源不够而被中间结点或接收者丢弃；因接收者检测到信息被损坏而主动将其丢弃等解决方法：用序号、计时器和确认共同检测，通过重传的方法来纠正错误9/8/20218差错控制技术差错类型（续）根据差错的表现形式，可分为四类（３）重复(Duplicati

5、on)定义：多次收到同样的信息主要原因：是差错控制机制本身，如果发送方错误地认为数据丢失了，因而重传了它，就可能造成接收方收到重复的信息路由选择机制引起的重复帧，如使用基于扩散的路由选择策略(如洪泛法)解决方法：用序号来检测这种错误，用丢弃重复的数据来纠正错误。9/8/20219差错控制技术差错类型（续）根据差错的表现形式，可分为四类（４）失序(Reordering)定义：数据到达接收方的顺序与发送方发送的顺序不一致主要原因：采用自适应的路由选择策略，分组在网络中传送时可能有多条路由而引起的后发先到重传丢失的数据也可能导致数据不按序到达解决方法：把乱序的数据

6、先存储下来，使得以后能把它们存放在正确的位置上；丢弃乱序的数据，然后按数据丢失来处理。9/8/202110差错控制技术第４讲：内容提纲2.4.1差错类型2.4.2差错检测技术2.4.3差错控制技术2.4.4差错控制与层次的关系9/8/202111差错控制技术差错检测技术：概述检查收到的数据是否正确的方法和技术通常情况下，我们所说的差错检测是指检测收到的数据是否被损坏，而不包括对数据丢失、重复、乱序等差错的检测在这样的前提下，差错检测技术所采取的方法一般是各种检验和技术，如奇偶检验，循环冗余检验等,本节主要介绍这方面的技术差错检测是差错控制的基础9/8/20

7、2112差错控制技术差错检测技术：原理E,E’：差错检验码对比接收器数据EE'=f(Data)数据EE=f(Data)发送器数据f:差错检验函数问题：为什么总是将检验码放在帧的尾部？9/8/202113差错控制技术差错检测技术一、奇偶检验(ParityCheck)9/8/202114差错控制技术奇偶检验奇偶检验在数据的尾部附加上奇偶检验位，使得码字中比特“1”的个数保持为奇数(奇检验)或偶数(偶检验)被广泛用于诸如计算机的异步串行口通信中三种类型：垂直冗余检验(VRC：VerticalRedundancyChecking)纵向冗余检验(LRC：Longitu

8、dinalRedundancyChecking)纵向