第2讲协议设计(差错控制技术)

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1、2022年5月31日星期二差错控制技术2-1 网网 络络 协协 议议 工工 程程 第第 2 讲：协议设计讲：协议设计2022年5月31日星期二差错控制技术2-2第第 2 讲：协议设计讲：协议设计2.1 协议模型协议模型2.2 协议设计的基本内容协议设计的基本内容2.3 协议设计方法协议设计方法2.4 差错控制技术差错控制技术2.5 流量控制技术流量控制技术2022年5月31日星期二差错控制技术2-3差错控制技术：内容提纲差错控制技术：内容提纲2.4.1 差错类型差错类型2.4.2 差错检测技术差错检测技术2.4.3 差错控制技术差错控制技术2.4.4 差错控制与层次的关系差错控制与层次的关系2

2、022年5月31日星期二差错控制技术2-4差错控制：概述差错控制：概述v网络通信的目的是通过网络在应用进程间传输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。生重要的影响。 v差错控制差错控制是指在网络通信过程中发现是指在网络通信过程中发现(检测检测)差差错，并采取措施纠正，把差错限制在错，并采取措施纠正，把差错限制在所允许所允许的的尽可能小的范围内的技术和方法。尽可能小的范围内的技术和方法。 v差错控制的目的是为了差错控制的目的是为了提高数据传输的可靠性提高数据传输的可靠性，但是任何一种差错控制方法均但是

3、任何一种差错控制方法均不可能纠正所有不可能纠正所有可能出现的差错。可能出现的差错。 2022年5月31日星期二差错控制技术2-5差错控制：概述差错控制：概述 (续续)v差错控制主要有两种途径：差错控制主要有两种途径：硬件途径硬件途径。这种途径选用高可靠性的设备和传输媒。这种途径选用高可靠性的设备和传输媒体体(如光纤如光纤)及相应的辅助措施及相应的辅助措施(如如屏蔽屏蔽)来提高传输的来提高传输的可靠性。可靠性。 软件途径软件途径。这种途径通过通信协议来实现差错控制。这种途径通过通信协议来实现差错控制。在通信协议中，通过差错控制编码在通信协议中，通过差错控制编码(包括检错码和前包括检错码和前向纠错

4、码向纠错码)实现的差错检测、肯定确认、超时重传、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。否认重传、选择重传等措施来实现差错控制。 2022年5月31日星期二差错控制技术2-6差错类型差错类型v根据差错发生的位置，分为三种类型：根据差错发生的位置，分为三种类型：通信链路差错通信链路差错指有关通信链路上故障、干扰造成的传输错误问题指有关通信链路上故障、干扰造成的传输错误问题 路由差错路由差错 有关传输报文在路由过程中阻塞、丢失、死锁以及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报文顺序错而造成传输的差错问题通信结点差错通信结点差错

5、 有关通信中某结点的资源限制、环境条件或文本不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等问题 2022年5月31日星期二差错控制技术2-7差错类型（续）差错类型（续）v根据差错的表现形式根据差错的表现形式 ，可分为四类（）：，可分为四类（）：失真失真(Distortion) 定义：被传送信息中的一个或多个比特发生了改定义：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变，或者被传送

6、的信息中插入了一些新的信息(这种情况也称为这种情况也称为“插入插入(Insertion)”) 主要原因：主要原因：网络中物理干扰网络中物理干扰(如线路噪声如线路噪声)发送者和接收者之间的失步发送者和接收者之间的失步入侵者的故意攻击入侵者的故意攻击结点中的硬件故障和软件差错等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解决方法：各种校验方法来检测 2022年5月31日星期二差错控制技术2-8差错类型（续）差错类型（续）v根据差错的表现形式根据差错的表现形式 ，可分为四类，可分为四类（）丢失丢失(Deletion) 定义：网络将被传输的信息丢弃定义：网络将被传输的信息丢弃 主要原因：

7、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；道这个帧已经被传输；发送者和接收者之间的失步；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；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过重传的方法来纠正错误 2022年5月31日星期二差错控制技术2-9差错类型（续）差错类型

8、（续）v根据差错的表现形式根据差错的表现形式 ，可分为四类，可分为四类（）重复重复(Duplication) 定义：多次收到同样的信息定义：多次收到同样的信息 主要原因：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失了，因而重传了它，就可能造成接收方收到重复的信息信息 路由选择机制引起的重复帧，如使用基于扩散的路由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选择策略(如洪泛法如洪泛法) 解决方法：用序号来检测这种错误，用丢弃重复解决方法：用序号来检测这种错误，用丢弃重复的数据来纠正

9、错误。的数据来纠正错误。2022年5月31日星期二差错控制技术2-10差错类型（续）差错类型（续）v根据差错的表现形式根据差错的表现形式 ，可分为四类，可分为四类（）失序失序(Reordering) 定义：定义：数据到达接收方的顺序与发送方发送的顺数据到达接收方的顺序与发送方发送的顺序不一致序不一致 主要原因：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重传丢失的数据也可能导致数据不按序到达解决方法：解决方法：把乱序的数据先存储下来，使得以后

10、能把它们存放在把乱序的数据先存储下来，使得以后能把它们存放在正确的位置上；正确的位置上；丢弃乱序的数据，然后按数据丢失来处理丢弃乱序的数据，然后按数据丢失来处理 。2022年5月31日星期二差错控制技术2-11第第 讲：内容提纲讲：内容提纲2.4.1 差错类型差错类型2.4.2 差错检测技术差错检测技术2.4.3 差错控制技术差错控制技术2.4.4 差错控制与层次的关系差错控制与层次的关系2022年5月31日星期二差错控制技术2-12差错检测技术：概述差错检测技术：概述v检查收到的数据是否正确的方法和技术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通常情况下，

11、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本节主要介绍这方面的技术v差错检测是差错控制的基础差错检测是差错控制的基础 2022年5月31日星期二差错控制技术2-13差错检测技术：原理差错检测技术：原理E, E：差错检验码：差错检验码对比对比接收器接收器数据数据 EE = f(Data)数