UGC NET CS 2017 年一月至三日 | 问题 61

本题为UGC NET CS 2017年一月至三日的考试内容，具体涉及计算机科学领域中的网络知识。该考题中的问题61涉及数据链路层中的差错控制。在这里，我们将介绍网络中数据链路层的一些基本概念和差错控制机制，并给出一个简单的实现示例。

数据链路层是计算机网络结构中的第二层。它负责将网络层传递下来的数据分成合适的帧，并在物理层上传输。为了确保数据在传输过程中不被丢失或损坏，数据链路层通常会采用差错控制机制。差错控制主要分为基于硬件的、基于软件的和混合的方式。

基于硬件的差错控制

基于硬件的差错控制通常使用冗余编码技术，例如海明码、循环冗余校验（CRC）等。这些技术可以在数据包传输过程中检测和纠正错误。

基于软件的差错控制

基于软件的差错控制通常采用校验和或散列函数的方式。在数据传输过程中，发送方会对数据进行校验和或散列函数的计算，然后将计算结果附加到数据包中。接收方对接收到的数据包进行相同的计算，并将计算结果与数据包中的校验和或散列函数值进行比较。如果不一致，则表示数据包可能已经损坏或被篡改。

混合的差错控制

混合的差错控制则是结合了基于硬件和基于软件的差错控制的优点。在网络中进行数据传输时，混合的差错控制通常会采用纠错码和校验和的联合方式。纠错码可以检验和纠正传输过程中的差错，而校验和则可以防止数据包被篡改。

下面给出一个简单的差错控制示例。假设我们需要通过网络传输一个字符串，可以使用Python语言中的CRC库来实现基于硬件的差错控制。示例代码如下：

import crcmod

# 创建CRC校验对象，使用CRC-16校验码方式
crc16 = crcmod.mkCrcFun(0x18005, initCrc=0x0000, rev=True)

# 定义要发送的字符串
msg = 'Hello, world!'

# 计算CRC校验值并附加到字符串中
msg_with_crc = msg + str(crc16(msg))

# 在此处添加代码，将包发送到目标地址

# 在此处添加代码，等待接收返回包

# 从返回包中读取接收到的字符串和校验和
rcvd_msg = 'Hello, world!11010'
rcvd_crc = int(rcvd_msg[-5:])

# 计算接收到的字符串的CRC校验和
computed_crc = crc16(rcvd_msg[:-5])

# 检查接收到的CRC校验和是否正确
if rcvd_crc == computed_crc:
    print('Received message is correct')
else:
    print('Received message is corrupted')

该例子中，我们首先创建了一个CRC校验对象，使用CRC-16校验码方式。然后定义要发送的字符串，并计算出它的CRC校验值。接着我们模拟了一个包的接收，例如将包发送到目标地址后等待接收返回包。在接收到返回包后，我们读取了接收到的字符串和校验和，并计算出接收到的字符串的CRC校验和。最后，我们检查接收到的CRC校验和是否与计算出的CRC校验和相同。

以上是本题的全部内容，涉及到数据链路层的基本概念和差错控制机制，以及一个基于硬件的差错控制示例。希望对读者有所帮助。