摘录
循环冗余校验（CRC）是一种在网络中使用的错误检测校验算法，通过多项式除法和模算术来验证传输数据的完整性。
介绍
可靠的数据传输对通信网络至关重要。但是在传输过程中的噪音和错误可能会改变数据位。检测这些错误是确保数据完整性的必要条件。这就是循环冗余校验（CRC）的用处所在。CRC 在网络中广泛应用，用于检测数据的意外改变。本文概述了 CRC 的工作原理以及它在网络中的重要性。
循环冗余校验（CRC）的定义
cyclic redundancy check（CRC）是一种用于验证通过网络传输的数据的完整性和准确性的错误检测码。它通过从数据内容计算出一个校验和值，并在传输之前将其附加到消息中。
接收方随后独立计算接收到的数据的 CRC，并将其与接收到的校验和进行比较。如果它们匹配，则数据无误。如果不匹配，则表示数据损坏。这样可以检测到传输过程中的常见错误，如噪音、失真和故障。
CRC 基于二进制数据的多项式除法和模算术来生成校验和。不同的 CRC 算法使用不同的生成多项式和位宽。
CRC 的工作原理
以下是循环冗余校验（CRC）的高级概述：
根据使用的 CRC 算法选择生成多项式。
使用模 2 除法，将二进制数据消息除以生成多项式。
从此除法中得到的余数成为 CRC 校验和值。
将该 CRC 值附加到原始消息并进行传输。
接收器使用相同的多项式将接收到的数据进行除法运算。
如果余数与接收到的 CRC 值匹配，则数据被视为无误。否则，数据被视为已损坏。
通过在两端对数据执行相同的计算，可以通过不匹配的校验和轻松检测错误。
使用 CRC 的好处
CRC 在数据传输中提供以下优势：
错误检测 - CRC 可以检测常见错误，如噪音、失真、故障、突发错误等。这可以防止数据损坏。
易于实现 - 使用除法和模运算的简单逻辑使得 CRC 在硬件和软件中易于实现。
低处理开销 - 计算 CRC 所需的 CPU 处理非常少，尤其是在有硬件支持的情况下。这使得计算速度很快。
互操作性 - 作为一种开放标准，CRC 在不同的技术和平台上都能保持一致工作。
简而言之，CRC 提供可靠的错误检测，并且对资源的要求很小。
在网络中的 CRC 实现
许多标准的网络协议都使用 CRC 进行错误控制。一些例子包括：
以太网 - 使用 32 位 CRC 值来检查帧。
USB - 使用 16 位 CRC 来检测传输中的错误。
Wi-Fi - 对无线帧计算 32 位 CRC 校验和以进行错误检测。
MP3 - 每个音频帧使用 16 位 CRC 校验和。
从局域网到存储设备再到媒体文件，CRC 为传输的数据提供了轻量级但强大的完整性检查。
关于 CRC 的常见误解
以下是对常见 CRC 误解的澄清：
CRC 不会对数据进行加密。它仅用于错误检测。
非常长的消息存在未检测到的错误的小概率。其他协议在 CRC 的基础上进行扩展以处理这个问题。
在发送和接收端，CRC 多项式和算法必须相同。
有效的 CRC 并不总是表示完全准确的数据。某些传输协议可能会在 CRC 失败时进行数据恢复而无需重新传输。
结论
循环冗余检验是数字网络和存储中广泛采用的必要错误检测工具。它们的高效性、易于实现以及与各种技术的互操作性使其成为可靠数据传输中不可或缺的工具。
了解 CRC 机制可以为保持网络数据完整性提供宝贵的见解。对 CRC 的了解有助于网络故障排除和开发在系统之间交换数据的健壮应用程序。
