Fehlerüberprüfung.
Definition der Fehlerprüfung
Fehlerprüfung, auch bekannt als Fehlerkontrolle, bezieht sich auf den Prozess der Identifizierung und Korrektur von Fehlern, die während der Datenübertragung oder -speicherung auftreten. Diese Methode stellt die Genauigkeit und Integrität der übertragenen oder gespeicherten Daten sicher, indem sie hilft, Fehler und Unstimmigkeiten zu erkennen und zu beheben.
Wie Fehlerprüfung funktioniert
Während der Datenübertragung beinhaltet die Fehlerprüfung das Hinzufügen zusätzlicher Bits zu den übertragenen Daten, um einen Code zu erstellen, der zur Fehlererkennung und -korrektur verwendet werden kann. Das empfangende System überprüft dann die empfangenen Daten mithilfe des Fehlererkennungscodes. Wenn Fehler gefunden werden, kann das empfangende System die erneute Übertragung der Daten anfordern.
Bei der Datenspeicherung sorgen Fehlerprüfungsmechanismen dafür, dass Informationen intakt und unverfälscht bleiben. Dies beinhaltet die Verwendung verschiedener Algorithmen und Techniken zur Erkennung und Korrektur von Fehlern, die im Laufe der Zeit aufgrund von Speicherträgerverschlechterung oder anderen Faktoren auftreten können.
Fehlerprüfmethoden lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen:
1. Automatisierter Rückruf (Automatic Repeat Request, ARQ)
Automatisierter Rückruf (ARQ) ist eine Art der Fehlerprüfung, die auf Anforderungs- und Antwortnachrichten zwischen Sender und Empfänger basiert. Es gibt verschiedene ARQ-Protokolle, wie Stop-and-Wait ARQ, Go-Back-N ARQ und Selective Repeat ARQ. Diese Protokolle verwenden verschiedene Strategien, wie die erneute Übertragung verlorener oder beschädigter Datenpakete, um eine fehlerfreie Datenübertragung sicherzustellen.
2. Vorwärtsfehlerkorrektur (Forward Error Correction, FEC)
Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) ist eine Technik der Fehlerprüfung, bei der zusätzliche Fehlerkorrekturinformationen zu den übertragenen Daten hinzugefügt werden. Dadurch kann der Empfänger Fehler korrigieren, ohne dass eine erneute Übertragung erforderlich ist. FEC kann mit verschiedenen Algorithmen implementiert werden, wie Hamming-Codes, Reed-Solomon-Codes und Faltungscodes.
Beispiele für Fehlerprüfung
Fehlerprüfung wird in verschiedenen Bereichen verwendet, um die Integrität von Daten sicherzustellen und Übertragungs- oder Speicherfehler zu minimieren. Hier sind einige Beispiele:
1. Internetprotokoll (IP)-Prüfsumme
Im Bereich der Netzwerke verwendet das Internetprotokoll (IP) eine Prüfsumme, um die Integrität von Paketen während der Übertragung zu überprüfen. Die Prüfsumme wird berechnet, indem die Bytes im IP-Header und im Nutzdatenbereich summiert werden. Wenn die empfangene Prüfsumme nicht mit der berechneten übereinstimmt, deutet dies darauf hin, dass das Paket während der Übertragung beschädigt worden sein könnte.
2. RAID (Redundant Array of Independent Disks)
RAID ist eine Speichertechnologie, die mehrere Festplatten verwendet, um die Zuverlässigkeit und Leistung von Daten zu verbessern. Eines der grundlegenden Merkmale von RAID ist die Fehlerprüfung und -korrektur. RAID-Systeme können Fehler in gespeicherten Daten durch die Verwendung von Paritätsinformationen oder redundanten Daten über mehrere Festplatten hinweg erkennen und korrigieren.
3. Fehlerkorrekturspeicher (Error Correcting Code, ECC)
Fehlerkorrekturspeicher (ECC) ist eine Art von Computerspeicher, der Einzelbitfehler erkennen und korrigieren sowie Mehrbitfehler erkennen kann. ECC-Speicher wird häufig in Servern und Systemen verwendet, die ein hohes Maß an Datenintegrität erfordern, wie in wissenschaftlichen und finanziellen Anwendungen.
Best Practices für Fehlerprüfung
Um eine effektive Fehlerprüfung sicherzustellen, hier einige Best Practices:
Verwenden Sie zuverlässige und sichere Datenübertragungsprotokolle, die robuste Fehlerprüfmechanismen beinhalten. Beispiele für solche Protokolle sind TCP (Transmission Control Protocol) und UDP (User Datagram Protocol) mit Prüfsummen und Sequenznummern.
Sichern Sie regelmäßig Daten, um Verluste oder Beschädigungen zu verhindern, falls während der Speicherung Fehler auftreten. Der Sicherungsprozess sollte Fehlerprüfmechanismen beinhalten, um die Integrität der Sicherungsdaten zu gewährleisten.
Verwenden Sie Fehlerprüfalgorithmen und Techniken, die speziell für das verwendete Speichermedium geeignet sind. Verschiedene Speichergeräte können unterschiedliche Fehlerprüfmethoden erfordern, wie Prüfsummen, Paritätsprüfungen oder Fehlerkorrekturcodes.
Durch die Implementierung dieser Best Practices können Organisationen das Risiko von Datenbeschädigungen minimieren und die Genauigkeit und Integrität der übertragenen oder gespeicherten Daten sicherstellen.
Verwandte Begriffe
Prüfsumme: Ein Wert, der zur Überprüfung der Integrität von Daten verwendet wird, oft berechnet durch Summieren der Bytes in einem Datenpaket. Prüfsummen werden häufig in Netzwerkprotokollen, Dateiübertragungsprotokollen und Fehlererkennungsalgorithmen verwendet.
Zyklische Redundanzprüfung (Cyclic Redundancy Check, CRC): Eine Art von Fehlerprüfalgorithmus, der häufig in Netzwerkkommunikationen verwendet wird, um Fehler in übertragenen Daten zu erkennen. CRC verwendet Polynomdivision, um eine Prüfsumme zu erstellen, die den zu übertragenden Daten angehängt wird. Das empfangende System führt dann dieselbe Polynomdivision durch und vergleicht die berechnete Prüfsumme mit der empfangenen, um Fehler zu erkennen.
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