三．问答和计算题：
1. 曼彻斯特编码编码有何优缺点？试写出一串比特数为01001011数据的
NRZ码(非归零码)、曼彻斯特、差分曼彻斯特编码三种波形。 答：曼彻斯特编码优点:
（1）每个比特的中间有一次电平跳变，两次电平跳变的时间间隔可以是T/2或T，利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号，因此曼彻斯特编码信号称为“自含时钟编码”信号，发送曼彻斯特编码信号时无需另发同步信号。 （2）曼彻斯特编码信号不含直流分量。 主要缺点是效率比较低。 比特数为0110100数据的NRZ码(非归零码)种波形:
2. 假设需要在相隔1000km的两地间传送3kb的数据。有两种方式：通过地
面电缆以4.8kb/s速率发送数据或通过卫星通信以50kb/s速率发送数据。那么，从发送方开始发送数据直至接收方全部收到数据，哪种方式的传送时间较短？已知电磁波在电缆中的传播速率为光速的2/3(3*105km/s)，卫星通信的端到端单向传播延迟的典型值为270ms（ms是毫秒）。
答：从发送方开始发送数据直至接收方收到全部数据的时间T=数据发送时延+信号传播时延。对于通过地面电缆的传送方式，电磁波在电缆中的传播速率=3*105km/s*2/3=2*105km，则T=3/4.8+1000/200000=0.63(s)。 对于通信卫星的传送方式，T=3/50+270/1000=0.33(s)。 因此，采用卫星的总传送时间较短。
第3章 数据链路层
一．填空题：
1. 网卡包括了数据链路层和物理层这两层的功能。
2. 数据链路层的最基本功能是向该层用户提供可靠、透明的数据传输基本
服务。
3. 数据链路层传送的基本数据单元称为帧（Frame）。
4. 帧的首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
5. 帧同步是指数据的接收方应当从接收到的比特流中准确地区分帧的开
始和结束的位置。
6. 将二进制数1010011与另一个二进制数1110100进行异或操作，其结果
为0100111。
7. 循环冗余检验CRC是一种检验方法，而帧检验序列FCS是添加在数据后
面的冗余码。
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8. 要发送的数据为101110。采用CRC的生成多项式是P(x)=x+1。试求应
添加在数据后面的余数(冗余码)011。
9. 什么是PPP协议？PPP是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路
设计的链路层协议。
10. 在PPP协议中，链路控制协议（LCP）被用来建立、配置、管理和测试
数据链路连接；而网络控制协议（NCP）被用来建立和配置不同的网络协议。
11. 信息传输如果是逐字符的传输，则称为透明传输；如果是逐比特的传输，
则称为不透明传输。
12. PPP帧的起始和结束标志都是0x7e，对应的二进制数为1111110。若在
信息字段中出现与此相同的字符，必须进行填充。在同步数据链路（是指一连串的比特连续传输，又称为逐比特地传输）中，采用HDLCl零比特填充（采用硬件来完成零比特填充）方法进行填充；在异步数据链路（指在链路中逐字符地传输）中，采用字符填充方法进行填充。
13. PPP协议使用同步传输技术传送比特串0110111111111100。试问经过零
比特填充后变成比特串是0110111111111100。若接收端收到的PPP帧的数据部分是0001110111110111110110，问删除发送端加入的零比特后变成的比特串为00011101111111111110。
14. 以太网是目前最为流行的局域网形式，它采用了多路访问协议。
15. 试说明10Base-T以太 网中，“10”代表10Mbps，“Base” 代表基带
信号，“T” 代表非屏蔽双绞线。
16. 在以太网中，集线器工作在物理层。
17. 一个办公室中有多台计算机，每个计算机都配置有网卡，并已经购买有
一个网络集线器和一台打印机，一般组成局域网使用的传输介质是双绞线。
18. 在使用集线器连接的Ethernet局域网中，物理上采用的是星型拓扑结
构，而逻辑上采用的是总线型拓扑结构，使用CSMA/CD 协议。
19. 带有碰撞（冲突）检测的载波监听多点接入技术是为了减少冲突，是在
源结点发送数据帧之前，首先监听信道是否空闲，如果监听到信道上有载波信号，则推迟发送数据帧。其工作原理可以简单地概括为先听后发、边听边发、冲突停发、延迟重发。
20. 平时所说的网络中计算机的MAC地址就是指计算机的物理，它由32比
特组成，在Windows操作系统的DOS模式下，查看该地址的命令是ipconfig/all。
21. 透明网桥采用自学习算法以建立转发表（又称散列表），并根据转发表
转发数据帧，以减少碰撞机会，提高以太网的性能。
二．问答和计算题：
1. 已知某通信信道的误码率为10-5，每个帧的长度为10kbit，试问：若差错
为单比特出错，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？
答：根据定义：传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 误码率=x/帧总长度 X=10-5*10000=0.1bit ，即为1个数据帧会出现0.1个比特的错误，也可以说为10个数据帧将出现1个比特的错误，而一个比特错的那个帧就是错帧，因此传送帧的平均出错率为：1(帧)/10(帧)=0.1=10%。
2. 在数据传输过程中，若接收方收到的二进制比特序列为10110011010，通
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信双方采用的协商多项式为G(x)=x+x+1，则该二进制比特序列在传输中是否出现了差错？如果没有出现差错，发送数据的比特序列和CRC校验码的比特序列分别是什么？
答：10110011010比特序列在传输中没有出现差错.
已知接收方收到的二进制比特序列为10110011010；生成多项式G(x)=x^4+x^3+1，所对应的二进制比特序列为11001.进行如下的二进制除法，被除数为10110011010，除数为11001：得余数为0，因此该二进制比特序列在传输过程中没有出现差错。发送数据的比特序列是1011001，CRC校验码的比特序列是1010
3. 要发送的数据比特序列为1010001101，CRC校验采用协商多项式为
G(x)=x5+x4+ x2+1，计算CRC校验码（即帧检验序列）？ 提示：除数是：110101
被除数是：在1010001101之后加4个0 （因为除数是6位，减1得到n=5） 即为：101000110100000
答：已知要发送的数据比特序列为1010001101；CRC校验生成多项式为
G(x)=x^5+x^4+x^2+1，所对应的二进制比特序列为110101.进行如下的二进制除法，被除数为1010001101乘以25即101000110100000，除数为110101：得到余数比特序列为01110，即CRC校验码为01110.
4. 一个PPP的帧的数据部分（即信息字段）用十六进制写出是7D 5E FE 27
7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么（用十六进制写出）？ 答：7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E （用不同颜色标记） 7D 5E---- 还原为7E；7D 5D-----还原为7D。
所以真正的数据为： 7E FE 27 7D 7D 65 7E
5. 有10个站连接到以太网上。试计算以下三种情况下每一个站所能得到的
带宽。
（1）10个站都连接到一个10Mb/s以太网集线器； （2）10个站都连接到一个100Mb/s以太网集线器； （3）10个站都连接到一个10Mb/s以太网交换机。
答：（1）10个站点共享10Mb/s带宽，平均每个站点为：10/10= 1Mb/s带宽。 （2）10个站点共享100Mb/s带宽，平均每个站点为：100/10=10Mb/s带宽。 （3）以太网交换机允许站点独占端口的带宽，所以每个站点独享10Mb/s带宽
6. 以太网是目前最为流行的局域网形式，它采用了CSMA/CD协议,其含义是
什么？简述以太网（Ethernet）的“载波监听”和“碰撞检测”的内容。为什么说在星型网络中，随着接入的计算机越来越多（即扩大网络规模），网络性能将随之降低？
答：（1）CSMA/CD是一个英文缩写，它的含义是载波监听多点接入/碰撞检测，是以太网的工作模式。
（2）载波监听：是指发送前先监听，即每一个站点在发送数据之前先要检测一下总线上是否有其他站点在发送数据，如果有，则暂时不发送数据，要等到信道变为空闲时再发送，而且在发送时，还能边发送边监听。碰撞检测：是指边发送边监听时，如果发现与网卡连接的信道上的信号电压发生突增（因信号相互叠加所致）并超过某一个域值，则认为至少有两个站点同时在发送数据，表明产生碰撞，碰撞的信号因失真而无效，因此正在发送信号的站点将立即停止发送，等待下一个随机时间再次发送。
（3）星型网实际上属于总线型网络，采用CSMA/CD协议，该协议认为相互碰撞的信号是无效的，显然，随着接入网络的计算机增多，碰撞概率就越大，对于传统的共享式局域网来说，性能就会降低。为了克服这一问题，目前一般采用交换式局域网（核心设备是局域网交换机），以实现数据的并发传输。
7. 有一个连接10台计算机的网络，其中5台连接到一个Ethernet集线器上，
另外5台连接到另一个集线器Ethernet上，两个集线器连接到一个交换机Switch上，而该交换机又通过一个路由器Router连接到另一个配置相同的远程办公室。那么，该交换机将能获知多少个MAC地址？
答： 该交换机共可以获知11个MAC地址，这包括10台计算机的MAC地址和一台路由器的MAC地址。集线器不是工作在第2层的连接设备，因此没有MAC
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