第5讲差错校验

结论： 分布式系统与计算机网络的主要区别不在它们的物 理结构上，而是在高层软件上。分布式系统是一个建 立在网络上的软件系统，这种软件保证了系统高度的 一致性与透明性。分布式系统的用户不必关心网络环 境中资源的分布情况，以及联网计算机的差异，用户 的作业管理与文件管理过程对用户是透明的。 计算机网络为分布式系统研究提供了技术基础，而 分布式系统是计算机网络技术发展的高级阶段。

差错控制在数据通信过程中能发现或纠正 差错，把差错限制在尽可能小的允许范围 内的技术和方法。
•差错控制编码
差 错 控 制 方 法
检错码
纠错码
反馈重发机制ARQ 前向纠错机制FEC
停止等待方式 连续工作方式 拉回方式 选择重发方式
编码效率
R=k/n=k/(kBaidu Nhomakorabear)
二、奇偶校验码

奇偶校验码是一种通过增加冗余位使得码字中“１” 的个数为奇数或偶数的编码方法，它是一种检错码。
垂直奇偶校验
水平奇偶校验
水平垂直奇偶校验
垂直奇偶校验 ：纵向奇偶校验
特点：垂直奇偶校验又称纵向奇偶校验， 它能检测出每列中所有奇数个错，但检 测不出偶数个的错。因而对差错的漏检 率接近1/2。
水平奇偶校验：横向奇偶校验
特点：它不但能检测出各段同一位上的奇数个错， 而且还能检测出突发长度<=p的所有突发错误。其漏 检率要比垂直奇偶校验方法低。
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循环冗余码CRC在发送端编码和接收端校验时， 都可以利用事先约定的生成多项式G(X)来得到 k位要发送的信息位可对应于一个(k-1)次多项 式F(X) r位冗余位则对应于一个(r-1)次多项式R(X) 由r位冗余位组成的n=k+r位码字则对应于一个 (n-1)次多项式T(X)=X（r-1）*F(X)+R(X)。
四、海明码

海明码是一种可以纠正一位差错的编码。它是利用 在信息位为k位，增加r位冗余位，构成一个n=k+r位 的码字，然后用r个监督关系式产生的r个校正因子 来区分无错和在码字中的n个不同位置的一位错。
它必需满足以下关系式：
广域网中的数据交换技术

电路交换
报文交换

存储转发
报文分组交换
数据报方式 虚电路方式
计算机网络概论
——差错控制
西安电子科技大学 刘怀亮
内容提要



差错的产生及控制方法 奇偶校验 循环冗余校验 海明码
广域网中数据交换技术 电路交换 存储转发 ATM交换
一、差错的产生及控制方法
数据通信系统的基本任务是高效率无差 错地传送数据，但在任何一种通信线路 上都不可避免地存在一定程度的噪声。
面向无连接 面向连接

ATM交换
物理链路
虚通路VP 虚通道VC
虚通路连接VPC 虚通道连接VLC
永久虚通道PVC
ATM虚连接
静态虚连接 动态虚连接
交换虚通道SVC
计算机网络与分布式系统 分布式系统（Distributed System）与计算机网络是个 常被混淆的概念。 一种称之为用户透明性观点定义计算机网络说法： 存在着一个能为用户自动管理资源的网络操作系统， 由它调用完成用户资源，而整个网络像一个大的计算机 系统一样对用户透明。 分布式系统有以下5个特征： （1）系统拥有多种通用的物理和逻辑资源，可以动态地 给它们分配任务。 （2）系统中分散的物理和逻辑资源通过计算机网络实现 信息交换。
CRC校验码的检错能力




CRC校验码能检查出全部单个错； CRC校验码能检查出全部离散的二位错； CRC校验码能检查出全部奇数个错； CRC校验码能检查出全部长度小于等于K位的突发错； CRC 校 验 码 能 以 [1- （ 1/2 ） K-1] 的 概 率 检 查 出 长 度 为 （K+1）位的突发错； 如果K=16，则该CRC校验码能全部检查出小于或等于 16 位的所有的突发差错，并能以1-（1/2）16-1=99.997 ％的概率检查出长度为17位的突发错，，漏检概率为 0.003%。
但实现水平奇偶校验时，一定要使用数据缓冲器。
水平垂直奇偶校验：纵横奇偶校验
特点：水平垂直奇偶校验又称纵横奇偶校验。它 能检测出所有3位或3位以下的错误、奇数个错、 大部分偶数个错以及突发长度<=p+1的突发错。可 使误码率降至原误码率的百分之一到万分之一。
三、循环冗余码（CRC）
循环冗余码的工作原理
（3）系统存在一个以全局方式管理系统资源 的分布式操作系统。 （4）系统中联网的各计算机既合作又自治。 （5）系统的内部结构对用户是完全透明的。 分布式系统与计算机网络共同点与区别： （Distributed System & Computing Network） （1）二者的共同点： 一般的分布式系统是建立在计算机网络上的，因此分布 式系统与计算机网络在物理结构（phsical structure）上是基 本相同的。 （2）二者的区别： 二者的设计思想是不同的，因此它们的结构，工作方式 与功能也是不同的。
信道噪声所造成的后果是使得接收端接 收到的数据和发送端所发送的数据不一 致，即造成传输差错。




噪声可分为两类，一类是热噪声，另一类是冲击 噪声 热噪声引起的差错是一种随机差错， 亦即某个 码元的出错具有独立性，与前后码元无关。随机 差错 冲击噪声是由短暂原因造成的，例如电机的启动、 停止，电器设备的放弧等，冲击噪声引起的差错 是成群的，其差错持续时间称为突发错的长度。 突发差错 误码率： P=Ne/N