错误检测与纠正
有很多原因，例如噪音、串扰等，可能会导致数据在传输过程中损坏。 上层工作在网络架构的一些广义视图上，不知道实际的硬件数据处理。因此，上层期望系统之间的无差错传输。 如果大多数应用程序接收到错误数据，它们将无法正常运行。 语音和视频等应用程序可能不会受到太大影响，即使出现一些错误，它们仍然可以正常运行。
数据链路层使用一些错误控制机制来确保帧（数据比特流）以一定的精度传输。 但要了解如何控制错误，就必须了解可能发生的错误类型。
错误类型
可能存在三种类型的错误:
单位错误
在一个帧中，尽管任何地方都只有一个位是损坏的。
多位错误
接收到的帧中不止一位处于损坏状态。
突发错误
帧包含超过 1 个连续损坏的位。
错误控制机制可能涉及两种可能的方式:
错误检测
纠错
错误检测
通过奇偶校验和循环冗余校验 (CRC) 检测接收帧中的错误。 在这两种情况下，都会与实际数据一起发送一些额外的位，以确认在另一端接收到的位与发送的位相同。 如果接收端的反检查失败，则认为这些位已损坏。
奇偶校验
一个额外的位与原始位一起发送以使 1 的数量在偶校验的情况下为偶数，或在奇校验的情况下为奇数。
发送者在创建帧时计算其中 1 的数量。 例如，如果使用偶校验且 1 的数量为偶数，则添加值为 0 的一位。 这样 1 的数量保持偶数。如果 1 的数量是奇数，则添加一个值为 1 的偶数位。
接收方只是简单地计算一帧中 1 的数量。 如果 1 的计数是偶数并且使用了偶校验，则认为该帧没有损坏并被接受。 如果 1 的计数是奇数并且使用奇校验，则帧仍然没有损坏。
如果单个位在传输过程中翻转，接收器可以通过计算 1 的数量来检测它。 但是当多于一位错误时，接收端很难检测到错误。
循环冗余校验 (CRC)
CRC 是一种检测接收到的帧是否包含有效数据的不同方法。 该技术涉及对正在发送的数据位的二进制划分。 除数是使用多项式生成的。 发送方对正在发送的位执行除法运算并计算余数。 在发送实际位之前，发送方将余数添加到实际位的末尾。 实际数据位加上余数称为码字。 发送方以码字的形式传输数据位。
在另一端，接收器使用相同的 CRC 除数对码字执行除法运算。 如果余数全为零，则接受数据位，否则认为在传输过程中发生了一些数据损坏。
纠错
在数字世界中，纠错可以通过两种方式完成:
后向纠错 当接收方检测到接收到的数据有错误时，它会请求发送方重新发送数据单元。
前向纠错 当接收方检测到接收到的数据中存在错误时，它会执行纠错码，这有助于它自动恢复并纠正某些类型的错误。
第一个，后向纠错，很简单，只能在重传成本不高的情况下有效使用。 例如，光纤。 但是在无线传输的情况下，重传可能会花费太多。 在后一种情况下，使用前向纠错。
要纠正数据帧中的错误，接收方必须准确知道帧中的哪个位被破坏。 为了定位错误的位，冗余位被用作奇偶校验位进行错误检测。例如，我们取ASCII字（7位数据），那么我们需要8种信息:前7位告诉我们哪个位 是错误，多一点说明没有错误。
对于 m 个数据位，使用了 r 个冗余位。 r 位可以提供 2r 种信息组合。 在 m+r 位码字中，r 位本身可能被损坏。 所以使用的 r 位的数量必须告知 m+r 位位置加上无错误信息，即 m+r+1。
