 |
Контроль достоверности передачи.
|
|
|
|
При передаче данных по сложным распределенным сетям, имеющим линии связи, подверженные действиям помех, принимают ряд мер для обеспечения контроля достоверности (отсутствие ошибок). Контроль достоверности передачи требует введения некоторой избыточности в передаваемую информацию. Избыточность может вводиться как на уровне отдельных передаваемых символов или их групп, так и на уровне передаваемых кадров.
В избыточные поля передатчик (Tx) помещает код, вычисляемый по определенным правилам и с полезной информацией.
Приемник (Rx) сравнивает этот код с тем значением, которое он вычислил сам. Не совпадение значений свидетельствует об искажении информации, а совпадение - о высокой вероятности правильной передачи.
Вероятность обнаружения ошибки зависит от схемы контроля и соотношения размеров информационного и контрольного полей.
– Самая надежная схема - это контроль паритета.
– Самая неэкономичная - это дублирование информации.
– Самое надежное обнаружение дает CRC-контроль.
Схема с вычислением контрольной суммы находится между паритетом и CRC.
Дублирование информации. Сводится к повторению Tx одного и того же элемента дважды. Приемник проверяет совпадение копий. Дубль может возвращаться и приемником (Rx). Передатчик, приняв его сравнивает с тем, что послал и на основании этого делает вывод о правильности передачи.
Дублироваться может каждый бит, каждый байт или кадр.
Дублирование может применяться лишь для отдельных коротких элементов кадра.
Дублирование приводит к 100% накладным расходам.
Контроль паритета. Использует контрольный бит, дополняющий число единичных бит контролируемого элемента до четного (контроль четности) или нечетного (контроль нечетности) значения, в зависимости от принятого соглашения.
|
|
|
Контроль паритета позволяет обнаруживать только ошибки нечетной кратности. Искажения 2, 4 и т.д. бит контролируемой области останутся незамеченными.
Кроме горизонтального, контроль может быть и вертикальным. При горизонтальном контроле бит паритета P вводится в каждый передаваемый символ. При вертикальном контроле для каждой группы символов (в данном случае 8 байт) биты паритета подсчитываются для каждой позиции и собираются в отдельный контрольный символ.
Возможно также сочетание горизонтального и вертикального контроля.
Контрольные суммы. Применяются для контроля целого кадра или нескольких его полей. Для них в кадре определено специальное поле (1, 2 или 4 байта). В контрольной сумме в свернутом виде хранится характеристика всех информационных битов. Разрядность контрольного кода определяет разрядность суммируемых слов. Существует два варианта подсчета контрольной суммы:
сумма по модулю 2 всех байтов или слов пакета (xor).
Легко считается программным путем, но плохо выявляет искажение нескольких близких битов.
арифметическая сумма всех байтов или слов пакета. При ее вычислении отбрасываются старшие разряды переполнения.
Чем больше длина кадра при той же длине контрольного кода, тем меньше вероятность обнаружения ошибок. Обнаружение ошибок ~99,6%
Избыточный циклический код (CRC).
Пример: CRC - 4 бита.
10011 - делитель (простое число). Его разрядность на единицу больше, чем требуемая разрядность CRC. Для 8-разрядного CRC берется 9 (для 4 - 5; для 16 - 17)
При делении вместо вычитания применяют сложение по модулю 2.
Для 17 бит делитель определяется:
x16+x12+x5+1=1000100000010001b
Используется более сложный алгоритм. Вычисление программным путем сложное. Применяется аппаратная реализация. Надежность метода выше. Вероятность обнаружения ошибок составляет 99,9984%.
N - количество бит в пакете. Для вычисления CRC это число делится на некоторое постоянное число, выбранное специальным образом. Частное от этого деления отбрасывается, а остаток используется в качестве контрольной суммы.
|
|
|
Кадр, как длинное двоичное число с нулевым полем CRC делится на полином и остаток этого деления по модулю 2 помещается в поле CRC передаваемых данных. Приемник делит принятый кадр вместе с полем CRC на тот же полином и сравнивает остаток от деления с некоторым эталоном.
|
|
|
