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Java實(shí)現(xiàn)計(jì)網(wǎng)循環(huán)冗余檢驗(yàn)算法的方法示例

 更新時間:2021年04月15日 10:25:15   作者:60rzvvbj  
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java實(shí)現(xiàn)計(jì)網(wǎng)循環(huán)冗余檢驗(yàn)算法的相關(guān)資料,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

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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