Java實(shí)現(xiàn)計(jì)網(wǎng)循環(huán)冗余檢驗(yàn)算法的方法示例
相關(guān)知識點(diǎn)
在數(shù)據(jù)鏈路層傳送的幀中,廣泛使用了循環(huán)冗余檢驗(yàn) CRC 的檢錯技術(shù)。
循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理
- 在發(fā)送端,先把數(shù)據(jù)劃分為組。假定每組 k 個比特。
- 在每組 M 后面再添加供差錯檢測用的 n 位冗余碼,然后一起發(fā)送出去。
冗余碼的計(jì)算
- 用二進(jìn)制的模 2 運(yùn)算進(jìn)行 2n 乘 M 的運(yùn)算,這相當(dāng)于在 M 后面添加 n 個 0。
- 得到的 (k + n) 位的數(shù)除以事先選定好的長度為 (n + 1) 位的除數(shù) P,得出商是 Q 而余數(shù)是 R,余數(shù) R 比除數(shù) P 少 1 位,即 R 是 n 位。
- 將余數(shù) R 作為冗余碼拼接在數(shù)據(jù) M 后面,一起發(fā)送出去。
接收端對收到的每一幀進(jìn)行 CRC 檢驗(yàn)
- (1) 若得出的余數(shù) R = 0,則判定這個幀沒有差錯,就接受 (accept)。
- (2) 若余數(shù) R ≠ 0,則判定這個幀有差錯,就丟棄。
- 但這種檢測方法并不能確定究竟是哪一個或哪幾個比特出現(xiàn)了差錯。
- 只要經(jīng)過嚴(yán)格的挑選,并使用位數(shù)足夠多的除數(shù) P,那么出現(xiàn)檢測不到的差錯的概率就很小很小。
冗余碼的計(jì)算舉例
- 現(xiàn)在 k = 6, M = 101001。
- 設(shè) n = 3, 除數(shù) P = 1101,
- 被除數(shù)是 2nM = 101001000。
- 模 2 運(yùn)算的結(jié)果是:商 Q = 110101,余數(shù) R = 001。
- 把余數(shù) R 作為冗余碼添加在數(shù)據(jù) M 的后面發(fā)送出去。發(fā)送的數(shù)據(jù)是:2nM + R,即:101001001,共 (k + n) 位。
模2除法步驟
- 用除數(shù)對被除數(shù)最高幾位做模2減,沒有借位;
- 除數(shù)右移一位,若余數(shù)最高位為1,商為1,并對余數(shù)做模2減。若余數(shù)最高位為0,商為0,除數(shù)繼續(xù)右移一位;
- 一直做到余數(shù)的位數(shù)小于除數(shù)時,該余數(shù)就是最終余數(shù)。
代碼實(shí)現(xiàn)
package computernetwork; // 循環(huán)冗余檢驗(yàn) Cyclic Redundancy Check (CRC) public class CRC { private int[] generatingCode; // 生成碼 // 設(shè)置生成碼 public void setGeneratingCode(String str) { generatingCode = stringToArray(str); } // 獲取幀檢驗(yàn)序列 public String getFCS(String message) { for (int i = 0; i < generatingCode.length - 1; i++) { message += "0"; } return getRemainder(stringToArray(message)); } // 判斷接受碼是否產(chǎn)生跳變 public boolean judge(String res) { return Integer.parseInt(getRemainder(stringToArray(res))) == 0; } // 將01字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)組 private int[] stringToArray(String str) { char[] chars = str.toCharArray(); int[] res = new int[chars.length]; for (int i = 0; i < chars.length; i++) { res[i] = chars[i] - '0'; } return res; } // 求余數(shù) private String getRemainder(int[] code) { int len = code.length - generatingCode.length + 1; for (int i = 0; i < len; i++) { if (code[i] != 0) { for (int j = 0; j < generatingCode.length; j++) { code[i + j] ^= generatingCode[j]; } } } StringBuilder res = new StringBuilder(); for (int i = len; i < code.length; i++) { res.append(code[i]); } return res.toString(); } } class TestCRC { public static void main(String[] args) { CRC crc = new CRC(); crc.setGeneratingCode("10011"); System.out.println(crc.getFCS("1101011011")); // 1110 System.out.println(crc.judge("11010110111110")); // true System.out.println(crc.judge("11010110111011")); // false } }
總結(jié)
到此這篇關(guān)于Java實(shí)現(xiàn)計(jì)網(wǎng)循環(huán)冗余檢驗(yàn)算法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java計(jì)網(wǎng)循環(huán)冗余檢驗(yàn)算法內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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