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1、网络工程师认证辅导 计算机知识与网络知识,专题讲解+练习,计算机网络知识专题列表,专题一：数据通信基础专题二：网络体系结构专题三：局域网与广域网专题四：网络互联技术专题五：网络安全专题六：网络管理基础知识专题七：网络操作系统,专题一：数据通信基础,1.1数据通信的基本原理1.2调制和编码1.3传输技术1.4传输控制1.5交换技术,1.1数据通信的基本原理,主要的考核内容信道信道带宽信道容量 传输延迟 误码率,几个数据通讯的重要技术指标及其计算,1、数据传输率 比特率： 每秒钟能传输的二进制代码位数 S=（1/T） T为每个二进制信号的周期，或 S=n/t 即在时间t内传送了n个比特位！ 波特率
2、：每一秒内传输多少个电信号单元波特率与比特率的关系是 ： S=Blog2N （其中N表示一个电信号所有可能的有效状态！）,2005年11月网络工程师上午试题,设信号的波特率为600Baud，采用幅度相位复合调制技术，由4种幅度和8种相位组成16种码元，则信道的数据率为 （14） 。A. 600b/s B. 2400 b/s C. 4800 b/s D. 9600 b/s,2003年度网络工程师级上午试题设信道带宽为3000Hz，根据尼奎斯特(Nyquist)定理，理想信道的波特率为 (16) 波特，若采用QPSK调制，其数据速率应为 (17) ，如果该信道信噪比为30dB，则该信道的带宽约为
3、(18) 。(16)A3000 B6000 C12000 D24000(17)A6Kbs B12KbsC18Kbs D24Kbs(18)A10Kbs B20Kbs C30KbsD40Kbs,正交相移键控(QPSK),是一个通过转换或调制来传达数据的调制方法，基准信号（载波）的定相。有时候也叫做第四期或者四相PSK或4-PSK，QPSK在星状图中使用四个点,平均分布在一个圆周上。在这四个相位上, QPSK每个符号能够进行两位编码。,1.2调制和编码,大纲要求： AM、FM、PM、QAM PCM、抽样,调制和编码,调制:变换成模拟信号,调制：,编码：模拟数据编码成数字信号,2）.PCM的典型应用：
4、语音数字化。 PCM的基本操作分三步：采样、量化和编码,编码1PCM脉码调制,编码2增量调制,优点：比PCM更简单，在每一个采样周期，如果当前值比上一次的值增加了，则生成1，否则生成0。缺点：信号变化很慢和很快时，增量调制无法产生正确的波形。,数字编码技术(1),不归零制：高点平为0，低电平为1不归一制：0：在间隔的起始位置没有跳变1：在间隔的起始位置有跳变曼彻斯特编码（局域网）0：在间隔的中间位置从高向低跳变1：再间隔的中间位置从低向高跳变包含同步信息，能够方便地识别0或1，缺点是编码效率低。,编码技术(2),差分曼彻斯特编码（局域网）0：在间隔的起始位置有跳变1：在间隔的起始位置没有跳变再
5、间隔的中间位置总是有跳变双极性AMI编码0：无信号1：用交替的正负电压脉冲表示（一个正脉冲或一个负脉冲）如：二进制序列 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 AMI编码： +1 -1 0 +1 0 0 0 0 -1 0 +1 -1该方法解决了连续1的同步问题，但与NRZ方法相似，对连续的0仍然没有解决同步问题,编码技术(3),8B/10B编码（mBnB编码）是目前高速数据传输接口或总线常用的编码方式，8B/10B编码，即是将8bits的基带数据映射成10bits的数据保证10bit数据中“0”/“1”信号的数量相等进行发送；编码效率：8B/10B二进制块编码中8位数据被编成10位代码
6、，如果1.25Gb/s的速度发送，有效数据传输率为1Gb/s。,例题：, 下图所示是一种 （13） 调制方式。 （13）A. ASK B. FSK C. PSK D. DPSK,2005年5月网络工程师试题28图1-4中画出曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的波形图，实际传送地比特串为 （28）。供选择的答案（28）A0 1 1 0 1 0 0 1 1B0 1 1 1 1 0 0 1 0C1 0 0 1 0 1 1 0 0D1 0 0 0 0 1 1 0 1,2005年11月网络工程师上午试题双极型AMI编码经过一个噪声信道，接收的波形如图3所示，那么出错的是第 （15） 位。（15）A. 3 B
7、. 5 C. 7 D. 9,C,下图为曼彻斯特编码(表示的数据可能为_(1)_，这种编码适用的网络是_(2)_。为了在广域网上高速传输数字信号，一般可用的编码方式是_(3)_，其编码效率为_(4)_。(1)：A. 10100 B. 01110C. 10101 D. 00011(2)：A.广域网 B.城域网 C.局域网 D.任意网(3)：A. NRZ B. AMI C.曼彻斯特 D.8B/10B(4)：A. 20 B.50 C.70 D.80,答案 B B D C,1.3传输技术,1.3.1通信方式（单工/半双工/全双工、串行/并行、2线/4线）1.3.2差错控制（CRC、海明码、奇偶校验、比特
8、出错率）1.3.3同步控制（起停同步、SYN同步、标志同步、帧同步）1.3.4多路复用（FDM、TDM、WDM）1.3.5压缩和解压方法（JPEG、MPEG、MH、MR、MMR游程长度）,1.数据信号传输的方式：串行传输、并行传输,2.串行通讯的几种通信方式,单工：数据始终往一个方向传送半双工：数据可以双向传输，但同一时刻只能往一个方向进行数据传输 全双工：数据可以同时双向传输,3.二线电路和四线电路（1）,双频带二线制是指在一对线路上收和发两个方向传输的信号,采用两种不同的传输频带来实现双向通信。 频带四线制指在外线用两对线路，将收发两个方向传输的信号分开，而线路上来去方向采用相同的频带，以
9、实现双向通信。,3.二线电路和四线电路（2）,1.3.2差错控制,概述出错率奇偶校验海明码循环冗余编码海明距离,1.差错控制概述,差错控制的必要性 检错与纠错 特点及应用场合,2.出错率,误比特率：指接收的错误比特数占传输总比特数的比例。误码率：指接收码元中错误码元数占总码元数的比例。之间的关系 ：一般没有特别注明情况下，一个码元就是指一个比特，当明示了一个码元包含了N个比特时。 误码率=1-（1-误比特率）N,例题：,设信道误码率为10-5，帧长为10K比特，差错为单个错，则帧出错的概率为 (19) 。若整个报文被分成5个帧，帧出错的概率为0.1，纠错重发以报文为单位，则整个报文的平均发送次
10、数约为 (20) 次。(19)A1-(1-10-5)10K B(1-10-5)10K C10-5 X 10K D(1-10-5) X 10K(20)A1.24 B1.33 C1.54 D1.69,19题：帧出错的概率的计算：计算帧出错的概率不容易计算，但是计算帧不出错的概率比较容易帧不出错意味着每个比特都没有错误这种概率=（1-10-5）10K那么帧出错的概率就是1- （1-10-5）10K,20题：帧出错的概率为0.1，帧正确的概率为1-0.1=0.9，整个报文被分成5个帧，则整个报文传输正确的概率为0.9*0.9*0.9*0.9*0.9=0.59发送一次就成功即帧都正确的概率为p；则：发送
11、两次才能成功的概率为p(1-p)；需发送三次才能成功的概率为p1-p-p(1-p)=p(1-p)2；需发送i次才能成功的概率为p(1-p)i-1；所以，平均发送E次才能 所以，一个数据包平均经次传输后才成功。,3. 奇偶校验码,常用的最简单的检错码奇校验的规则：通过增加冗余位来使得码字中1的个数保持奇或者偶数的编码方法。偶校验相反。,4.纠错码 :海明码 (1),海明码是由R. Hamming在1950年首次提出的，它是一种可以纠正一位差错的编码，但它的编码效率要比正反码高得多（当信息位足够长时）。,4.纠错码 :海明码(2),回顾奇偶校验：若信息位为k=n-1位an-1an-2a1 加上一位
12、偶校验位a0，构成一个n位码字an-1an-2a1 a0 。在接收端校验时，可按关系式：S= an-1 an-2 a1 a0 上式称为监督关系式，S称为校正因子。奇偶校验只有一个监督关系式，一个校正因子，取值两个，分别代表有错和无错。问题：能否增加冗余位，相应就增加了监督关系式和校正因子，能够区分更多的情况。,4.纠错码 :海明码(3),方法：增加冗余位，也即相应地增加了监督关系式和校正因子，就能区分更多的情况。例如：如果有两个校正因子：S1和S0，则S1、S0取值就有00、01、10或11四种可能的组合，也即能区分四种不同的情况。若其中一种取值用于表示无错(如00)，则另外三种(01、10及
13、11)便可以用来指出,不同情况的差错，从而可以进一步区分出是哪一位错。,4.纠错码 :海明码(4),海明码的思路：信息位为k位，增加r位冗余位，构成n=k+r位码字。若希望用r个监督关系式产生的r个校正因子来区分无错和在码字中n个不同位置的一位错，则要求 2rn+1或者2rk+r+1,4.纠错码 :海明码(5),例：K=4,r=3,也就是说，在4位信息位a6a5a4a3后面加上3位冗余位a2a1a0，构成7位码字a6a5a4a3a2a1a0。其a2、a1和a0分别由4位信息位中某几位半加得到。那末在校验时，a2、a1和a0就分别和这些位半加构成三个不同的监督关系式s2s1和s0 。s2s1s0
14、值与错码位置的对应关系表,4.纠错码 :海明码(6),监督关系式S2=a2a4a5a6S1=a1a3a5a6S0=a0a3a4a6可得：a2=a4a5a6 a1=a3a5a6 a0=a3a4a6,4.纠错码 :海明码(7),在接收端收到每个码字后，按监督关系式算出S2、S1和S0，若为全“0”则认为无错。若不全为“0”，在一位错的情况下，可查表来判定是哪一位错，从而纠正之。例如码字0010101传输中发生一位错，在接收端收到的为0011101，代入监督关系式可算得S2=0、S1=1和S0=1，由表可查得S2 S1 S0=011对应于a3错，因而可将0011101纠正为0010101。 上述海明
15、码的编码效率为4/7。只能纠正一位错。,5.CRC编码（1）,循环冗余校验码(CRC)的基本原理是：在K位信息码后再拼接R位的校验码，整个编码长度为N位，因此，这种编码又叫(N，K)码。对于一个给定的(N，K)码，可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x)。根据G(x)可以生成K位信息的校验码，而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。校验码的具体生成过程为：假设发送信息用信息多项式C(X)表示，将C(x)左移R位，则可表示成C(x)2R，这样C(x)的右边就会空出R位，这就是校验码的位置。通过C(x)2R除以生成多项式G(x)得到的余数就是校验码。,5.CRC编码（2）,广泛使用的生成多项式P（x）有以下几种：CRC-16=x16+x15+x2+1CRC-CCITT=x16+x12+x5+1CRC-32=x32+x26+x23+.+x8+x6+1,
