crc查表法基本原理
CRC(Cyclic redundancy check)校验是一种数据传输的错误检测方法,它采用除法运算来实现。而在计算机网络中,CRC通常是一种对数据进行差错控制的技术。其中,CRC查表法是一种计算CRC码的高效方法,它将一个位串对应的CRC校验值存储在一个预先生成的查表中,以减少计算量。本文将从多个角度分析CRC查表法的基本原理。
一、CRC的基础知识
在了解CRC查表法之前,需要先了解CRC校验的基础知识。CRC校验是一种循环冗余检验,通俗地讲就是在数据传输过程中给数据附加一段冗余的校验码,然后接收端能够通过校验码检验出数据是否发生了错误。
CRC校验采用了多项式除法的思想,具体实现中,将数据和校验码看成多项式,进行模2除法运算(除数为生成多项式),得到的余数作为校验码。CRC校验是一种可靠的差错检验码,因为它可以检测出数据中的任何单比特错误,以及大多数双比特错误、三比特错误和其他一些少数的比特错误。
二、CRC查表法的实现
在CRC查表法中,先将每一个16位模2除数的每一位都用1或0来标记,不同的模2除数所对应的的1和0的个数是不相同的,因此需要对每一个模2除数进行标记。接下来,对于一个把所有模2除数的16位二进制码表示成十进制的表格(CRC表),将所有表项的初始值设置为0,然后可以依次找出每一位,进行异或并查表,最后得到的结果就是CRC校验码。
CRC查表法的计算过程实际上就是将数据通过移位和异或操作逐渐缩减模2除数来获取最终的余数。通过预处理生成的查表,可以降低对模2除数进行除法操作的次数,提高了计算的速度。
三、CRC查表法的优势
CRC查表法的运算速度非常快,因为它避免了大量的除法和模运算操作。在使用CRC校验时,查表法的处理速度远远快于其他CRC校验方法,因此被广泛应用于各种通讯和数据传输领域。
此外,查表法要求预处理一张表格,相对于“直接法”需要对每一位进行运算,预处理所需要的时间随着位串长度的增加而单调递减,因此大数据处理中,CRC查表法的优势更为明显。
四、总结
CRC查表法是一种应用广泛的校验方法,它以查表的方式快速计算出CRC校验码,具有速度快、计算量少、可靠性高等优势,在许多数据传输和通信领域都有重要应用。