云南大学软件学院计算机网络原理实验八

实验八、链路层实验——基于CRC编码的检错程序的实现
一、实验目的
1、通过实验，掌握CRC编码和解码的原理。

2、掌握基于CRC编码的差错检测技术。

二、实验指导
现在计算机网络广泛采用的差错检测技术是基于CRC（cyclic redundancy check）循环冗余检测编码，CRC也称为多项式编码（polynomial code），CRC算法非常容易用硬件实现。

CRC编码操作如下：
对给定的数据D，发送者选择r个附加位，追加到D的末尾，形成d+r位的新位型，该位型正好能被G模2除尽。

其中，G称为生成器。

CRC编码算法实现：
1、选择生成多项式G，其最高次方为r，即r+1位的二进制位串
2、计算D·2r, 即在数据D后面补r个0，构成d+r位的位串
3、按模2除法求（D·2r/G）的余数R
4、从D·2r中模2加上R，得到新的数据T，即加了CRC的帧
三、实验要求
1、设置一个d位的数据D,r+1位的多项式G，生成CRC码，并把此CRC码作为数据帧进行传送。

2、编写两个子程序，分别实现CRC编码和CRC解码，在主函数中对子程序进行调用。

解码子程序应能根据解码情况判断出接收到的数据帧是否出错，并给出提示。

3、要求分别以正确和错误的数据来检验此检错程序。

4、将编写程序的源代码加必要注释和程序运行结果一起填入实验报告中。

提示：
1、编写程序时数据直接用二进制数，可能用到位操作符^(异或)和<<（左移）。

2、在设置错误的编码时，错误位数最好不要超过r+1位。

四、程序代码
#include <stdlib.h>
void crc_code(int A[],int G[],int x,int n)//编码子程序，异或函数，求余数
{
int i,j,k;
printf("\n\t\t");
for(k=0;k<x;k++)
printf("%d",A[k]);//输出补零以后的数
for(i=0;i<=x-n+1;i++)
{
if(A[i]==1)//当首位为1时进行异或
{
for(j=0;j<=n-1;j++)
{
if(A[i+j]==G[j])
A[i+j]=0;//异或运算，相同为0，不同为1
else
A[i+j]=1;
}
printf("\n\t\t");//输出每次异或运算后的结果
for(k=0;k<=x-1;k++)
printf("%d",A[k]);//输出余数
}
}
}
void crc_decode(int M[],int A[],int m,int n)//检验解码子程序
{
int i,sign=0;//初始化，定义一个标志位sign
for(i=0;i<=m-1;i++)
{
if(M[i]!=A[i])//若输入的M[i]中的任意一位不等于对应的A[i] {
printf("第%d位出现错误\n",i+1);//输出错误信息
sign=1;//若不等，则置标志位为1
}
}
if(sign!=1)
printf("数据正确\n");//输出正确信息
}
int main()
{
int m,n;
int A[20],M[20],G[20],i,j;
printf("请输入M[x]的长度m= ");
scanf("%d",&m);
printf("请输入G[x]的长度n= ");
scanf("%d",&n);
printf("\n请输入M[x]= \n");
for(i=0;i<=m-1;i++)
scanf("%d",&M[i]);
printf("\n请输入G[x]= \n");
for(j=0;j<=n-1;j++)
scanf("%d",&G[j]);
for(i=0;i<=m-1;i++)
A[i]=M[i];
for(i=m;i<=m+n-2;i++)
A[i]=0;//被除数左移r位，r=m+n-2，即补r个0 crc_code(A,G,m+n-1,n);//调用异或运算函数
for(i=0;i<=m-1;i++)
A[i]=A[i]+M[i];//在被除数后面加上余数
printf("\n\n结果为: ");
for(i=0;i<=m+n-2;i++)
printf("%d",A[i]);
printf("\n");
printf("\n请输入要进行CRC解码的数据：\n");
for(i=0;i<=m-1;i++)
scanf("%d",&M[i]);
crc_decode(M,A,m,n);//调用校验解码函数
return 0;
}五、运行结果
六、实验小结
①通过这个实验，对CRC编码解码的算法有了初步了解.并且学会了CRC编码解码的算法。

②通过这次试验，更深入的了解了链路层的数据传输的校验过程。

③试验过程中遇到了很多的问题，但是通过查阅相关的资料最后能够很好的解决。

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