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自考网络原理(4741)计算复习题
1.控制字符SYN的ASCII码编码为0010110,请画出FSK,NRZ,曼彻斯特编码与查分曼彻斯特编码等四种编码方法的信号波形. 三章
5×4+10×4=60μs 。（4次发送，2)E1载波的编码效率=8*30/（8+8+8*30）=240/256=93.75%
开销率=（8+8）/256=16/256=6.25%
7.若发送窗口尺寸为4，在发送三号帧并受12.1）要发送的数据为。采用CRC的生成多项式是G(x)=x4+x+1 。试求应添加在数据后面的余数。
数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？
（c）跟（a）的情况相同，但假定交换机实施“直通”交换：它可以在收到分组的开头
4 a)不归零码(NRZ)
b) 曼彻斯特码
128位后就重发分组。 c) 差分曼彻斯特码
2.对于脉冲编码调制PCM来说.如果要对频率为600HZ的某种语音信号进行采样,传送PCM信号信道宽度为3HZ,那么采样频率F取什么值时,采样的样本就可以包含足够从重构语音信号的所有信息
对于带宽为6MHZ的信道，若用4种不同的状态来表示数据，在不考虑热噪声的情况下，该信道的最大数据传输速率为多少？
答：C=2H* LOG2N=2*6MHZ* LOG24=24MBPS 2）信道带宽为3KHZ，信噪比为30DB，则每秒能发送的比特数不会超过多少？ 答：C=H* LOG（30/10
21+S/N）=3KHZ* LOG（21+10）
（此应为约数）
3）采用8种相位、每种相位各有两种幅度的PAM调制方法，在1200BAUD的信号传输速率下能达到的数据传输速率为多少？
答：C=B* LOG2（8*2）=1200BAUD* LOG2（16）=4800BPS
4）采用每种相位各有两种幅度的PAM调制方法，在带宽为8KHZ的无噪声信道上传输数字信号，若要达到64KBPS的数据速率，问至少要多少种不同的相位？ 答
C=2H* LOG2
= 64KBPS=2*8KHZ* LOG2（X*2） LOG2（X*2）=4
5）对于带宽为4KHZ的语音信号，采用量化级别为128的PCM方法编码，问所产生的二进制位起码要用多大传输速率的信道才能传输？
答：二进制位数= LOG2（128）=7位 C=2*4KHZ*7位=56kBPS
3.考虑一条长度为50KM的点到点链路,对一个100字节的分组,带宽为多大时其传播延迟等于发送延迟?对于512字节的分组,情况又如何?
传播延迟等于：
米/（2*108
米/秒）=25*10
秒=250微秒
100字节/250微秒=0。4 字节*106
秒=0。4M字节/秒=3。2位/秒
512字节/250微秒=2。04M字节/秒 因此，带宽分别等于0。4M字节/
秒和2。04M字节/秒
4．计算在下列情况下一个分组的延迟（从发出第1位开始到收到最后1位为止）： （a）在通路上有1个存储转发交换机的1Gbps以太网，分组大小是5000位。假定每条链路引入10微妙的传播延迟，并且交换机在接收完分组之后立即重发。
解答：分析
一个交换机应有2条链路 1位的发送延迟=1/109
S=0.001μs 所以，一个分组由5000位组成，在每条链路上引入的发送延迟是5μs ，
分组在每条链路上的传播延迟都是10μs 因此总的延迟等于：5×2+10×2=30μs。（两次发送，两次传播）
（整个分组接收完经过分析才确定转发的外出端口，因此延迟了一个分组的发送时间） （b）跟（a）的情况类似，但有3个交换机。
解答：3个交换机，共有4条链路，
总的延迟等于：
解答：使用直通交换，交换机延迟分组128位，即0.128μs。在这种情况下仍然有1个
5μs的发送延迟，2个10μs的传播延迟，再加上0.128μs的交换机转发延迟，因此总的延迟等于：
5×1+10×2+0.128=25.128μs （1个发送延迟，2个传播延迟，1个转发延迟） 如果像（b）那样有3个交换机，那么总的延迟将会等于：
5×1+10×4+0.128×3=45.384μs。（1个发送延迟，4个传播延迟，3个转发延迟） 5.假设在地球和一个火星探测车之间架设了一条128Kbps的点到点链路。从火星到地球的距离大约55gm，而且数据链路上以光速传播，即3*10^8
A．计算连路上的传播速度
B．探测车上的一部照相机拍摄周围照片，并发送回地球。计算从拍完一幅图像到这幅图到达地球上的控制中心所用的时间。假设每幅图像的大小为5MB
a) 传播时延=55*106
米/秒)=0.183秒 b)
总时间=数据发送时间+信号传播时延 发送时间=5MB/128K=0.31秒 总时间=0.31+0.18=0.49秒
6.下列情况下，假定不对数据进行压缩，对于（a）~(d)计算实时传输所需要的带宽： （a）
HDTV高清晰度视频，分辨率为，24位/像素，30帧/秒
8比特POTS（普通的电话服务）语音频率，采样频率为8HZ
260比特GSM移动语音音频，采样频率为50HZ
24比特HDCD高保真音频，采样频率为88.2HZ
☆☆☆☆分别计算T1载波和E1载波的编码效率和开销率。 1)T1载波
Bell系统的T1载波利用脉码调制PCM和时分TDM技术，使24路采样声音信号复用一个通道。每一个帧包含 193位，每一帧用 125us时间传送。T1系统的数据传输速率为1.544Mbps。
T1载波帧结构
CCITT建议了一种2.048Mbps速率的 PCM载波标准，称为E1载波(欧洲标准)。它每一帧开始处有8位同步作用，中间有8位作用信令，再组织30路8位数据，全帧包括256位，每一帧用 125us时间传送。可计算
出E1系统的数据传输速率为256位
/125us=2.048Mbps。
所以：T1载波是把24个话音信道多路复用在一条高速信道上，每个信道包含7位的数据和1位的控制信令位，此外加入一位帧同步位组成基本帧。 其中，用户的开销为24×1（控制位）+1（基本帧）=25 b 总开销为：（7+1）×24+1=193 b 因此，用户的开销所占的百分比为：25/193×100%≈13% 1)T1载波的编码效率=7*24/（8*24+1）=168/193=87%
开销率=（1*24+1）/193=25/193=13%
到二号帧的确认帧后，发送方还可发几帧？请给出可发帧的序号。 解答： 发送方还可发送3帧
可发4、5、6号
8.若BSC帧数据段中出现下列字符串：问字符填充后的输出是什么?
“A&DLE&&STX&BC&DLE&&DLE&DE&DLE&&ETB&”
解答 ：字符填充后的输出是：
“A&DLE&&DLE&&STX&BC&DLE&&DLE&&DLE&&DLE&DE&DLE&&DLE&&ETB&”
9.若HDLC帧数据段中出现下列比特串：“”问比特填充后的输出是什么？ 解
10．用BSC规程传输一批汉字，若已知采用不带报头的分块传输，而且最大报文块长为129字节，共传输了5帧，其中最后一块报文长为101字节。问每个报文最多能传多少汉字?这批数据报共有多少汉字?
解答：分析
：由BSC规程,不带报头(以字符串格式)的分块传输的
不带报头的分块传输是5个控制字符，开销5个字节，（129－5）/2=62 故前4帧每帧最多能传的汉字数为：
(129-3(SYN+SYN+STX)-2(ETB+BCC))/2＝62(个) 每个报文传62个汉字，前4帧传248个汉字
最后一帧（101－5）/2＝48 该批数据共有的汉字数为：62×4+(101-3(SYN+SYN+STX)-2(ETX+BCC))/2＝296(个)
(2)由BSC规程,不带
报头(以比特流格式)的分块
故前4帧每帧最多能传的汉字数为： (129-4-3)/2＝61(个) 该批数据共有的汉字数为： 61×4+(101-4-3)/2＝291(个)
注:因假设采用单字节的块校验字符(非比特流),故应取(1)的计算结果。
11.用HDLC传输12个汉字时，帧中的信息字段占多少字节？总的帧长占几字节？ 解答：看HDLC 帧格式 P87 信息字段(I)占12×2=24字节 总
1(F)+1(A)+1(C)+24(I)+2(FCS)+1(F)＝30字节
若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？ 答：
添加的检验序列为1110 （00除以10011）
数据在传输过程中最后一个1变成了0，10除以10011，余数为011，不为0，接收端可以发现差错。
数据在传输过程中最后两个1都变成了0，10除以10011，余数为101，不为0，接收端可以发现差错。
13.设有一通信子网。若使用虚电路，则每一分组必须有3字节的分组首部，而每个网络结点必须为虚电路保留8字节的存储空间来识别虚电路。但若使用数据报，则每个分组要有15字节的分组首部，而结点就不需要保留路由表的存储空间。设每段链路每传1兆字节需0。01元，购买结点存储器的费用为每字节0.01元，而存储器的寿命为2年工作时间（每周工作40小时）。假定一条虚电路的每次平均使用时间为1000秒，而在此时间内发送200分组，每个分组平均要经过4段链路。试问：采用哪种方案（虚电路或数据报）更为经济？相差多少？
答：分析：4段链路意味着涉及
5个路由器。
虚电路实现需要在1000秒内固
定分配5×8=40字节的存储器。
数据报实现需要比虚电路实现
多传送的头信息的容量等于（15－3）×4×200=9600字节·链路。
现在的问题就成了40000字
节·秒的存储器对比9600字节·链路的电路容量。 虚电路实现方案：
需在1000秒内固定分配5×8=40字节存储空间，
存储器使用的时间是2年，即2×52×40××107
每字节每秒的费用=0.1/（1.5×107
）=6.7×10-10
总费用，即1000秒40字节的费用=.7×10-10
=2.7×10-5
数据报实现方案：
比上述虚电路实现方案需多传(15-3)×4×200=9600字节，
每字节每链路的费用=0。01/106
总费用，即9600字节每链路的费用=
=9.6×10-5
9.6-2.7=6.9毫分
可见，本题中采用虚电路实现方案更为经济，在1000秒的时间内便宜6.9毫分
14.纯的ALOHA和时分的ALOHA哪一个延迟比较小？
解答：对于纯的ALOHA，发送可以立即开始。对于时分的ALOHA，它必须等待下一个时隙。这样，平均会引入半个时隙的延迟。因此，纯ALOHA 的延迟比较小
15.一万个站点在竞争使用每一时分ALOHA通道。如果每个站平均每个小时做 18次请求。信道时隙是125us。总的通道负
载约为多少？
解答每个终端每200（=）秒做一次请求，总共有10000个终端。
因此，总负载是200秒做10000次请求，平均每秒50次请求。
贡献者：deepblue_525
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第三章：数据链路层01、 数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在？答：所谓链路是指从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何的其他交换结点，它仅是一条路径的组成部分。数据链路：在数据传输时除了必须的一条物理线路外，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输，把实现这些协议的硬件和软件都附加到链路上采构成数据链路。“电路接通了”表示建立了一条物理连接，可以传输比特流了；“数据链路接通了”则表示已经建立了一条数据链层的连接，可以传输数据帧了。 02、 数据链路层中的链路控制包括哪些功能？试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点。 答：数据链路层中的链路控制功能有：（1）链路管理。（2）帧定界。（3）流量控制。（4）差错控制。（5）将数据和控制信息区分开。（6）透明传输。（7）寻址。优点：能够保证数据在链路层的可靠传输；缺点：太复杂，实现起来麻烦，开销大03、 网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？答：适配器主要有以下几个作用：（1）进行数据串行传输和并行传输的转换（2）对数据进行缓存（3）适配器能够实现以太网协议（4）当收到有差错的帧时自动丢弃而不必通知计算机；当收到正确的数据时则通过中断通知计算机并把数据交付个网络层。网络适配器工作在数据链路层。04、数据链路层的三个基本问题为什么都必须加以解决？答：“封装成帧”即帧定界，它是指在发送帧时发送端的数据链路层在帧的前后都加入商定好的标记，使得接收方在收到帧后能根据这种标记识别帧的开始和结束。若不解决这个问题，就会使得接收端不知道一个帧是从什么地方开始的，也不知道该在什么地方结束。“透明传输”是指通过字节插入或比特插入等机制时的数据链路层传输的数据的比特组合不受限制。若不解决这个问题，就会使得接收端在判断帧的边界时出现混乱。“差错检测”指采用某种机制在发送的帧中按照一定的规律设置若干个冗余比特，让接收方对收到的帧能够检查或确定是否有传输差错。若不解决该问题，接收端就会把有传输差错的帧交付给上层，造成上层的负担。05、 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？答：如果不进行帧定界，就会使得接收端不知道一个帧是从什么地方开始的，也不知道该在什么地方结束。06 、PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？答：主要特点：（1） 点
对点协议，既支持异步链路，也支持同步链路。（2） PPP是面向字节的。PPP不采用序号和确认机制是出于以下的考虑：第一， 若使用能够实现可靠传输的数据链路层协议（如HDLC），开销就要增大。在数据链路层出现差错的概率不大时，使用比较简单的PPP协议较为合理。第二， 在因特网环境下，PPP的信息字段放入的数据是IP数据报。假定我们采用了能实现可靠传输但十分复杂的数据链路层协议，然而当数据帧在路由器中从数据链路层上升到网络层后，仍有可能因网络授拥塞而被丢弃。因此，数据链路层的可靠传输并不能保证网络层的传输也是可靠的。第三， PPP协议在帧格式中有帧检验序列FCS安段。对每一个收到的帧，PPP都要使用硬件进行CRC检验。若发现有差错，则丢弃该帧（一定不能把有差错的帧交付给上一层）。端到端的差错检测最后由高层协议负责。因此，PPP协议可保证无差错接受。PPP协议适用于用户使用拨号电话线接入因特网的情况。7、要发送的数据为。采用CRC的生成多项式是P(x)=x4+x+1 。试求应添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？采用CRC检验后，数据链路层的传输是否就变成了可靠的传输？答：添加的检验序列为1110 （00除以1110数据在传输过程中最后一个1变成了0，10除以10011，余数为011，不为0，接收端可以发现差错。数据在传输过程中最后两个1都变成了0，10除以10011，余数为101，不为0，接收端可以发现差错。采用CRC检验后并不能保证数据链路层的传输就是可靠的传输。08、 要发送的数据为101110。采用CRC的生成多项式是P(x)=x3+1 。试求应添加在数据后面的余数。答：余数是011，计算如下：
0 0101109、 一个PPP帧的数据部分（十六进制）是7D 5E FE 27 7D 5D 7D 5D 65 7D 5E。试问真正的数据是什么？答：7D字节填充：0x7E C 0x7D 0x5E; 0x7D C 0x7D 0x5D故真正数据为：7E FE 27 7D 7D 65 7E10、 PPP协议使用同步传输技术传送比特串11 1100。试问经过零比特填充后变成怎样的比特串？若接受端收到的PPP帧的数据部分11 ，问删除发送端的零比特后变成怎样的比特串？答：零比特填充后为：01
10 10 00 （5个1后填入0）变成：11
（5个1后的0删去）习题3-11、试讨论以下各种情况在什么情况下是透明传输，什么情况下不是透明传输？（提示：请弄清楚什么是“透明传输”，然后考虑条件是否满足）答：教材参考答案378页12、 PPP协议的工作状态有哪几种？当用户要使用PPP 协议和ISP建立连接进行通信时需要建立哪几种连接？每一种连接解决什么问题？答：PPP协议的工作状态有以下几种：链路静止状态（含起始状态和终止状态）；链路建立状态；鉴别状态；网络层协议状态；链路打开状态； 链路终止状态。当用户要使用PPP协议和ISP建立连接进行通信时，需建立以下几种连接：（1） 建立物理层的连接：用户PC机的通过调制解调器呼叫路由器在双方建立物理层的连接，以传输比特流。（2） 建立LCP连接：这时双发要协商一些配置选项，包括链路上的最大帧长，鉴别协议的规约及不使用PPP帧中的地址和控制字段等，一旦协商成功，就建立了LCP链路，进入了鉴别状态。（3） 建立NCP连接: 这时双方要进行NCP配置协商，根据网络层的不同协议互相交换网络层特定的网络控制分组。13、 局域网的主要特点是什么？ 为什么局域网采用广播通信方式而广域网不用？答：局域网的主要特点：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。因为局域网具有以上特点，所以几乎所有的局域网最早的概念都是提供一种允许多个设备共向同一个通信信道的途径，即采用广播通信方式，采用大容量LAN的目的并非要在一对工作站之间提供持续的高吞吐率，而是要提供在所连接的所有设备之间共享的聚合带宽。具有适当性能的共享局域网在多数时间都是空闲的，共享通道的容量要比所连接的所有网络站的稳态通信需求的总和还要大，有时通道的利用率并不高，但是却减少了多所连接的站的通信响应时间，因此对于局域网而言存在通道空闲状态所引起的代价并不大，但是却优化了整个系统的性能，。此外，共享局域网还有效提供了全连同的网络拓扑，每个站都直接地连接到局域网上的任一其他站，而不需要铺设数以百计的点到点的链路。而在广域网中，由于覆盖范围广，用户数量巨大，不可能在同一个通信通道上提供足够大的共享容量而满足这么多用户的需求，所以一般都不采用广播通信方式。14、 常用的局域网的拓扑结构有哪些种类？现在流行的是哪种结构？为什么早期的以太网选择总线拓扑结构而不使用星型拓扑结构，但是现在却改用星型拓扑结构？答：常用的局域网的拓扑结构有以下几种：总线形
，星形，环形及树形。现在流行的是星形结构的集中式拓扑结构。在20世纪70年代中期，大家认为星形结构的网络的可靠性较差，因为那时大规模集成电路刚刚起步，集成度还不高，若要制作出非常可靠的星形结构的网络交换机，则其费用将是很高的。而大家又认为无源器件的可靠性比有源器件的高，所以在20世纪70年代中期采用无源总线结构的以太网确实是比较经济实用的。然而随着以太网上站点数目的增多，由接头数目增多而造成的可靠性下降的问题逐渐暴露出来了。与此同时，大规模集成电路以及专用芯片的发展使得星形结构的集中式网络可以做得既便宜又可靠。在这种情况下，星形结构的集中式网络终于又成为以太网的首选拓扑。现在已很少有人使用老式的总线式以太网了。15、 什么叫传统以太网？以太网有哪两个标准？答：由于以太网的数据率已经演进到每秒百兆比特，吉比特甚至10吉比特，因此通常就用“传统以太网”来表示最早流行的10Mb/s速率的以太网。它有两种标准：（1）1980年9月，DEC公司、因特尔公司和施乐公司联合提出了10Mb/s以太网规约的第一个版本DIX V1,于1982年又修改为DIX Ethernet V2,成为世界上第一个局域网的产品的规约，也是严格意义上的以太网的标准。（2）1983年，IEEE802.3工作组在DIX Ethernet V2的基础上制定了第一个IEEE的以太网的标准，它与DIX Ethernet V2只在帧格式上有很小的差别。16、
数据率为10Mb/s的以太网在物理媒体上的码元传播速率是多少波特？答：以太网使用曼彻斯特编码，这就意味着发送的每一位都有两个信号周期。标准以太网的数据速率是10Mb/s，因此波特率是数据率的两倍，即20M波特。17、 为什么LLC子层的标准已制定出来了但是现在却很少使用？答：由于商业上的激烈竞争，IEEE802委员会未能形成一个统一的局域网标准，而是被迫制定了几个不同的局域网标准，因此为了更好的适应多种局域网标准，802委员会把数据链路层拆成了MAC和LLC两个子层，与接入到传输媒体有关的内容都放到了MAC子层，而LLC子层则与传输媒体无关。然而到了20世纪90年代，以太网在局域网市场取得了垄断地位，而发展很快的因特网中的TCP/IP体系经常使用DIX Ethernet V2标准而不是IEEE802标准，因此IEEE802制定的LLC子层的作用已经消失。18、 试说明10BASE-T中的“10”、“BASE”、“T”所代表的含义。答：10表示数据率是10Mb/s，BASE表示电缆上的信号是基带信号，采用曼彻斯特编码。T表示双绞线。19、 以太网使用的CSMA/CD协议是以争用方式接入共享信道的，这与传统的时分复用TDM相比较有缺点如何？答：CSMA/CD是一种动态
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第三章&&&数据链路层
3-01 数据链路(即逻辑链路)与链路(即物理链路)有何区别?&&电路接通了&与&数&
据链路接通了&的区别何在?&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
答：数据链路与链路的区别在于数据链路出链路外，还必须有一些必要的规程来控制数&
据的传输，因此，数据链路比链路多了实现通信规程所需要的硬件和软件。
&电路接通了&表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了&
，但是，数据传输并不可靠，在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是&数据链&
路接通了&，此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传功能，才使不太可靠的物&
理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输当数据链路断开连接时，物理电路连&
接不一定跟着断开连接。&
3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能?试讨论数据链路层做成可靠的链路层&
有哪些优点和缺点.&&&&
答：链路管理
&&&&&&&&&&帧定界
&&&&&&&&&&流量控制
&&&&&&&&&&差错控制
将数据和控制信息区分开
&&&&&&&&&&透明传输
&&&&&&&&&&寻址
&&&&&&&&&&可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可&
靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信&
道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。&
3-03 网络适配器的作用是什么?网络适配器工作在哪一层?
答：适配器（即网卡）来实现数据链路层和物理层这两层的协议的硬件和软件
网络适配器工作在TCP/IP协议中的网络接口层（OSI中的数据链里层和物理层）&
3-04 数据链路层的三个基本问题(帧定界、透明传输和差错检测)为什么都必须加以&
答：帧定界是分组交换的必然要求
&&&&&&&&&&透明传输避免消息符号与帧定界符号相混淆
&&&&&&&&&&差错检测防止合差错的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源&
3-05 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？
答：无法区分分组与分组
&&&&&&&&&&无法确定分组的控制域和数据域
&&&&&&&&&&无法将差错更正的范围限定在确切的局部&
3-06 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况&
？为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？
答：简单，提供不可靠的数据报服务，检错，无纠错
&&&&&&&&&&不使用序号和确认机制
&&&&&&&&&&地址字段A&只置为&0xFF。地址字段实际上并不起作用。
控制字段&C&通常置为&0x03。
PPP&是面向字节的
当&PPP&用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充（和&HDLC&的做法一&
样），当&PPP&用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法
PPP适用于线路质量不太差的情况下、PPP没有编码和确认机制&
3-07 要发送的数据为。采用CRC的生成多项式是P（X）=X4+X+1。试求应&
添加在数据后面的余数。数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？若&
数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？采用CRC检验后，数据链&
路层的传输是否就变成了可靠的传输？
答：作二进制除法，&&0000&&&&10011&得余数1110&，添加的检验序列是&
&&&&&&&&&&作二进制除法，两种错误均可发展
仅仅采用了CRC检验，缺重传机制，数据链路层的传输还不是可靠的传输。&
3-08 要发送的数据为101110。采用CRCD&生成多项式是P（X）=X3+1。试求应添加在&
数据后面的余数。
答：作二进制除法，
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